Microextraction techniques and isotope dilution for sensitive determination of some endocrine disruptor compounds and pesticides in different matrices by GC-MC, wastewater treatment and bioaccessibility studies
Farklı matrikslerde bazı endokrin bozucu bileşiklerin ve pestisitlerin GC-MS ile duyarlı tayini için izotop seyreltme ve mikroekstraksiyon teknikleri geliştirme, atık su arıtımı ve biyoerişilebilirlik çalışmaları
- Tez No: 511814
- Danışmanlar: PROF. DR. SEZGİN BAKIRDERE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Analitik Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 214
Özet
Mikro kirleticilerin insan sağlığı ve çevre üzerine olan geniş çaptaki olumsuz etkileri yıllardır önemli sorunlar olarak göze çarpmaktadır. Ölçüm teknolojideki gelişmeler bilim insanlarına bu kirleticileri tespit edilebilme avantajı sunmuştur ancak karmaşık örnek matrikslerinde eser seviyelerde bulunan analitlerin doğru ve kesin tayinlerini yapmakta zorluklar mevcuttur. Bu çalışma seçilmiş analitlerin ayrımı ve önderiştirilmesi için sıvı sıvı ve katı faz ekstraksiyonu prensiplerine dayanan farklı mikroekstraksiyon stratejileri sunmaktadır. Tez kapsamında farklı mikroekstraksiyon metotları için alkil fenoller (4-n-nonilfenol, 4-n-oktilfenol), bisfenol A, pestisitler (heptaklor, aldrin, cis-klordan, dieldrin, endosülfan α/β, diazinon) ve hormonları (estrone, 17- β-estradiol) içeren on iki temel analite odaklanmış, diğer analitler (triflumizol, paklobutrazol, paratiyon metil) özel çalışmalar için kullanılmıştır. Bütün tayinler gaz kromatografi sistemi ile birleştirilmiş bir kütle seçici dedektör ile yapılmıştır. Tez kapsamında dağıtıcı sıvı sıvı mikroekstraksiyonu, akıllı çözücü sıvı faz mikroekstraksiyonu, ikili çözücü mikroekstraksiyonu ve sonikasyon destekli ikili katı faz mikroekstraksiyonu kullanılmıştır. Tüm ekstraksiyon metotları tek değişkenli (aşama aşama) veya çok değişkenli (deneysel tasarım) optimizasyonlar gibi kapsamlı optimizasyon çalışmaları yardımı ile geliştirilmiştir. Her bir metodun optimum koşulları analitlerin analitik performansını belirlemede kullanılmış ve yaklaşık 350 kata kadar analitlerin tayin gücünde artış kaydedilmiştir. Metotların doğruluk ve kesinlikleri geri kazanım çalışmaları yapılarak test edilmiş ve kayda değer sonuçlar elde edilmiştir. Ancak atık su, kuyu suyu, deniz suyu, göl suyu, toprak ve atık çamur gibi karmaşık örnek matrikslerinin etkilerini gidermek için matriks eşleme kalibrasyonu kullanılarak kantitatif tayinlerin doğruluğu iyileştirilmiştir. Eser seviyelerde yüksek doğruluk ve kesinlik elde etmek için üstün bir kantitatif teknik olarak kuadrupol izotop seyreltme kütle spektroskopisi ile dağıtıcı sıvı sıvı mikroekstraksiyonu kombine edilmiştir. Atık suda bulunan on iki analitin arıtımı ise bu tezin diğer bir konusudur. Farklı çamur yaşı programlanmış iki kesikli tip biyoreaktör arıtma aşamasında kullanılmıştır. Ortofosfat, kimyasal oksijen ihtiyacı ve amonyum miktarlarındaki azalmalar iyi bir arıtma veriminin olduğunu göstermiş ve hemen hemen hiçbir analit çıkış suyunda tespit edilmemiştir. Analitlerin bitkilere geçişi ve biyoerişebilirlikleri topraksız ortamda incelenmiş ve analitlerin mide ve bağırsakta geçirdikleri değişimler yapay mide ve bağırsak ortamları oluşturularak test edilmiştir. Bu çalışmada sunulan mikroekstraksiyon stratejileri yüksek verimli, doğru ve kesin, yeşil kimya ile uyumlu ve farklı örnek matrikslerine kolaylıkla uygulanabilirdir. Elde edilen yüksek duyarlılık, atık su çıkış suyu ve bitkiler gibi biyolojik örneklerin kirlenme seviyelerinin gözlemlenmesi için kullanılabilecek eser seviye tayinlerini mümkün kılmıştır.
Özet (Çeviri)
The adverse effects of micropollutants on human health and the environment at large has been of great concern for many years. Advancement in measurement technology offers scientists the advantage to detect these contaminants, but there are challenges to perform the accurate and precise determination of analytes in complex sample matrices at trace levels. This study presents different microextraction strategies based on the principles of liquid-liquid and solid phase microextraction for the separation and preconcentration of selected analytes. The study was focused on twelve principal analytes including alkyl phenols (4-n-nonylphenol, 4-n-octylphenol), bisphenol A, pesticides (heptachlor, aldrin, cis-chlordane, dieldrin, endosulfan α/β, diazinon) and hormones (estrone, 17-beta-Estradiol) for the different microextraction methods, but other analytes (triflumizole, paclobutrazole, parathion methyl) were used for specific studies. All determinations were performed with a gas chromatograph system coupled to a mass selective detector. The microextraction strategies employed in this study were dispersive liquid-liquid microextraction, switchable solvent liquid phase microextraction, binary solvent microextraction and sonication assisted binary solid phase microextraction. All extraction methods were developed by performing comprehensive optimization studies, either a univariate (step-by-step) or multivariate (experimental design) optimization. The optimum parameters of each method were used to determine analytical performance of the systems, for which increase in detection power up to about 350 folds was recorded for analytes. Accuracy and precision of the methods were tested by performing recovery studies and the appreciable results were obtained. However, the accuracy of quantitative determinations was enhanced by using matrix matching calibrations to overcome the effects of complex sample matrices such as wastewater, well water, sea water, lake water, soil and waste sludge. Quadrupole isotope dilution mass spectrometry as a superior quantitative technique was combined with dispersive liquid-liquid microextraction to obtain unprecedented accuracy and precision at trace levels. Treatment of the twelve principal analytes in wastewater was also the other topic of this thesis. Two batch type bioreactors operating at different sludge retention times were used in the treatment step. Reduction in the amounts of orthophosphate, chemical oxygen demand and ammonium established good removal efficiency, and nearly all analytes were not detected in the effluents. The migration and bioaccessibility of the analytes into plants was also studied in a soilless medium, and the transformations they undergo in the stomach and intestine were tested by simulating gastric and intestinal conditions. Microextraction strategies presented in this study are highly efficient, accurate and precise, in agreement with green chemistry and easily applicable to different sample matrices. The high sensitivity allows trace determinations which can be used to monitor wastewater effluents and biological samples such as plants for their contamination levels.
Benzer Tezler
- Development of analytical strategies for accurate and precise determination of endocrine disruptive chemicals in biological and environmental matrices
Biyolojik ve çevre örneklerinde bulunan endokrin bozucu kimyasalların yüksek doğruluk ve duyarlılıkta tayinlerine yönelik analitik stratejilerin geliştirilmesi
SEZİN ERARPAT
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
KimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEZGİN BAKIRDERE
- عنوان:توسعه و معتبرسازی روش الكتروفورز موئین تلفیق شده با تكنیکهای نوينمیكرو استخراج بر پايهی فناوری نانو به منظور آنالیز برخی از داروهای خوراكیشیمیدرمانی در نمونههای خون بیماران مبتال به سرطانهای دستگاه گوارشی
Development and validation of capillary electrophoresis method coupledwith novel nano-based microextraction techniques for analysis of someorally-administered chemotherapy drugs in blood samples from patients with gastrointestinal cancers
MEHRDAD FOROUGH
- Enrichment of residual UV filters in environmental samples by microextraction techniques prior to chromatographic analysis
Çevresel örneklerde kalıntı UV filtrelerinin kromatografik analiz öncesi mikroekstraksiyon teknikleriyle zenginleştirilmesi
CEMİLE YÜCEL
- Çevresel su örneklerindeki uranyumun çeşitli mikro ekstraksiyon teknikleri ile deriştirilmesi ve spektrofotometrik tayini
Preconcentration and spectrophotometric determination of uranium in environmental water samples with various microextraction techniques
FİLİZ TAHİROĞLU TARHAN
- Seçili organik kirleticilerin eser seviyelerde tayinlerine yönelik farklı mikroekstraksiyon stratejilerinin geliştirilmesi
Development of different microextraction strategies for the trace determination of selected organic pollutants
ELİF YILDIZ
