Ανάπτυξη σύγχρονων τεχνικών προκατεργασίας δείγματος με χρήση καινοτόμων υλικών σε συνδυασμό με χρωματογραφικές και φασματομετρικές μεθόδους για τον προσδιορισμό περιβαλλοντικών ρύπων σε δείγματα τροφίμων και περιβαλλοντικά δείγματα
Authors: Μανούση Ναταλία 
Published: July 2022

Αντικείμενο της Διδακτορικής Διατριβής, αποτελεί η ανάπτυξη καινοτόμων μεθόδων προκατεργασίας δείγματος για τον προσδιορισμό περιβαλλοντικών ρύπων σε δείγματα τροφίμων και σε περιβαλλοντικά δείγματα. Παράλληλα, πραγματοποιήθηκε μελέτη διαφόρων καινοτόμων υλικών με στόχο την ανάπτυξη μεθόδων υψηλής αποτελεσματικότητας. Στην πρώτη πειραματική εργασία, αναπτύχθηκε μία μέθοδος μικροεκχύλισης με κάψουλα (CPME) για την εκχύλιση και προσυγκέντρωση τεσσάρων πολυκυκλικών αρωματικών υδρογονανθράκων (του ναφθαλενίου, του φλουορενίου, του φαινανθρενίου και του πυρενίου) από δείγματα νερού πριν από τον προσδιορισμό τους με την τεχνική GC-MS. Η εκχύλιση των ενώσεων πραγματοποιήθηκε με τη χρήση κάψουλας με προσροφητικό υλικό sol-gel πολυμερές πολυ(καπρολακτόνη-διμεθυλοσιλοξάνιο-καπρολακτόνη) (sol-gel PCAP-PDMS-PCAP). Πραγματοποιήθηκε διεξοδική διερεύνηση και βελτιστοποίηση των παραγόντων που επηρεάζουν και εκρόφησης των ενώσεων. Υπό τις επιλεγμένες συνθήκες. Η μέθοδος CPME χαρακτηρίζεται από καλή γραμμικότητα, ακρίβεια, πιστότητα και ευαισθησία. Η μέθοδος εφαρμόστηκε με επιτυχία στην ανάλυση δειγμάτων νερού βρύσης, μεταλλικού νερού και νερού λίμνης. Στη δεύτερη πειραματική εργασία, αναπτύχθηκε μία μέθοδος εκχύλισης προσρόφησης σε ύφασμα (FPSE) για την εκχύλιση και προσυγκέντρωση τεσσάρων πολυκυκλικών αρωματικών υδρογονανθράκων (του ναφθαλενίου, του φλουορενίου, του φαινανθρενίου και του πυρενίου) από δείγματα εκχυλισμάτων βοτάνων και τσαγιού πριν από τον προσδιορισμό τους με την τεχνική GC-MS. Το προσροφητικό μέσο FPSE που χρησιμοποιήθηκε ήταν κατασκευασμένο από sol-gel οκταδεκυλο (sol-gel C18) προσροφητικό υλικό επικαλυμμένο πάνω σε υφασμάτινο υπόστρωμα κυτταρίνης. Και σε αυτήν την περίπτωση, έγινε διεξοδική διερεύνηση και βελτιστοποίηση των παραγόντων που επηρεάζουν τα στάδια προσρόφησης και εκρόφησης των ενώσεων. Η μέθοδος FPSE χαρακτηρίζεται από καλή γραμμικότητα, ακρίβεια, πιστότητα και ευαισθησία. Τα μέσα FPSE βρέθηκε ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τουλάχιστον 5 φορές. Τέλος, το προτεινόμενο πρωτόκολλο εφαρμόστηκε με επιτυχία για την ανάλυση εμπορικά διαθέσιμων δειγμάτων τσαγιού και εκχυλισμάτων βοτάνων. Στην τρίτη πειραματική εργασία, αναπτύχθηκε μία μέθοδος εκχύλισης επιλεγμένων πολυκυκλικών αρωματικών υδρογονανθράκων και νιτρο-παραγώγων τους από δείγματα πόσιμων και περιβαλλοντικών νερών πριν από τον προσδιορισμό τους με GC-MS. Ως τεχνική προκατεργασίας εφαρμόστηκε η μαγνητική εκχύλιση στερεάς φάσης (MSPE), η οποία πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του μαγνητικού οξειδίου του γραφενίου τροποποιημένου με πολυανιλίνη (Fe3O4@GO-PANI). Αρχικά πραγματοποιήθηκε σύνθεση του καινοτόμου υλικού. Κατόπιν πραγματοποιήθηκε βελτιστοποίηση των παραμέτρων που επηρεάζουν την προσρόφηση και την εκρόφηση των προσδιοριζόμενων ενώσεων από το μαγνητικό υλικό. Η μέθοδος MSPE χαρακτηρίζεται από καλή γραμμικότητα, ακρίβεια, πιστότητα και ευαισθησία. Η μέθοδος εφαρμόστηκε με επιτυχία στην ανάλυση δειγμάτων νερού βρύσης, μεταλλικού και ποταμού. Η προτεινόμενη μέθοδος είναι απλή, γρήγορη, ευαίσθητη και το υλικό Fe3O4@GO-PANI βρέθηκε ότι μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί για τουλάχιστον 15 φορές. Στην τέταρτη πειραματική εργασία, αναπτύχθηκε μία μέθοδος εκχύλισης προσρόφησης σε ύφασμα ενσωματωμένου μηχανισμού ανάδευσης (MI-FPSE) για την εκχύλιση έξι τριαζινών (ατραζίνη, κυαναζίνη, προπαζίνη, τερβουτυλαζίνη, προμετρίνη και τερβουτρίνη) από αφεψήματα βοτάνων πριν από τον προσδιορισμό τους με την τεχνική HPLC-DAD. Το μέσο MI-FPSE που χρησιμοποιήθηκε ήταν το sol-gel πολύ(τετραϋδροφουράνιο) (sol-gel PTHF) επικαλυμμένο πάνω σε υφασμάτινο υπόστρωμα κυτταρίνης. Μετά την επιλογή του κατάλληλου προσροφητικού υλικού έγινε μελέτη των κύριων παραμέτρων που επηρεάζουν τη διαδικασία μικροεκχύλισης. Η μέθοδος ΜΙ-FPSE χαρακτηρίζεται από καλή γραμμικότητα, ακρίβεια, πιστότητα και ευαισθησία. Οι μεμβράνες MI-FPSE βρέθηκε ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τουλάχιστον 5 συνεχόμενους κύκλους προσρόφησης/έκλουσης. Τέλος, το πρωτόκολλο που αναπτύχθηκε εφαρμόστηκε με επιτυχία για την ανάλυση δειγμάτων εκχυλισμάτων βοτάνων.