Ανάπτυξη, βελτιστοποίηση και επικύρωση υγρής-υγρής μικροεκχύλισης και μεθοδολογίας αέριας χρωματογραφίας συζευγμένης με φασματομετρία μάζας για τον προσδιορισμό πολυκυκλικών αρωματικών υδρογονανθράκων με τη χρήση χημειομετρικών μεθόδων σε υδατικά δείγματα
Authors: Πετρίδης Νικόλαος 
Published: August 2021

Ο σκοπός της διατριβής ήταν πρώτον η εφαρμογή της υγρής-υγρής μικροεκχύλισης αιωρούμενης σταγόνας σε διασπορά ακολουθούμενη από αέρια χρωματογραφία συζευγμένης με ανιχνευτή μάζας, για πρώτη φορά, για την ανίχνευση πολυκλικών αρωματικών υδρογονανθράκων. Δεύτερον η ανάπτυξη, βελτιστοποίηση και πιστοποίηση της τεχνικής με τη βοήθεια της μεθοδολογίας επιφάνειας απόκρισης και πειραματικού σχεδιασμού. Και τρίτον ο υπολογισμός του πιθανού οικοτοξικολογικού κινδύνου για τη λεκάνη απορροής του ποταμού Άραχθου.Για την υγρή-υγρή μικροεκχύλιση αιωρούμενης σταγόνας σε διασπορά, 4,3 mL υδατικού δείγματος τοποθετούνται σε ένα γυάλινο φιαλίδιο των 10 mL με πτυχωτή κορυφή το όποιο σφραγίζεται με πώμα από αλουμίνιο. Μια μικρομαγνητική ράβδος ανάδευσης είχε τοποθετηθεί στον πυθμένα του φιαλιδίου. Ακολούθως στην επιφάνεια του υδατικού δείγματος προστίθεται ο διαλύτης εκχύλισης (93 μL) με μια αυτόματη πιπέτα. Τέλος το φιαλίδιο τοποθετείται σε μαγνητικό αναδευτήρα για την ανάδευση του δείγματος.Κατά την εφαρμογή της διαδικασίας DSME λαμβάνουν μέρος δυο κρίσιμα στάδια. Αρχικά έχουμε το στάδιο εκχύλισης το οποίο ακολουθείται από το στάδιο αποκατάστασης. Πιο συγκεκριμένα, η ταχύτητα ανάδευσης ρυθμίζεται στις 1500 στροφές ανά λεπτό (ταχύτητα εκχύλισης) για 104 δευτερόλεπτα (χρόνος εκχύλισης) και στη συνέχεια μειώνεται στις 800 στροφές ανά λεπτό (ταχύτητα αποκατάστασης). Κατά το στάδιο της εκχύλισης σχηματίζεται ένα θολό διάλυμα και οι αναλύτες στο δείγμα νερού εκχυλίζονται στα μικροσκοπικά σταγονίδια του διαλύτη εκχύλισης. Αφού περάσει ο χρόνος εκχύλισης (104 δευτερόλεπτα) η ταχύτητα ανάδευσης ρυθμίζεται στις 800 στροφές ανά λεπτό και ξεκινάει το στάδιο αποκατάστασης. Σε αυτή την ταχύτητα ανάδευσης σχηματίζεται μία ήπια περιδίνηση και τα σταγονίδια του διαλύτη εκχύλισης αρχίζουν να συγχωνεύονται και πάλι προς τον σχηματισμό μιας ενιαίας σταγόνας. Μετά από 10 λεπτά (χρόνος αποκατάστασης), ο οργανικός διαλύτης έχει διαχωριστεί πλήρως από την υδατική φάση και έχει σχηματιστεί μια σταγόνα του διαλύτη εκχύλισης στο κέντρο του κάτω μέρους του στροβίλου. Τέλος, μετά το στάδιο αποκατάστασης, 1.5 μL της οργανικής φάσης συλλέγεται με μια μικροσύριγγα των 10 μL και εγχέεται στο σύστημα αέριας χρωματογραφίας συζευγμένο με ανιχνευτή μάζας (GC-MS) για περαιτέρω ανάλυση.Η προτεινόμενη μέθοδος εφαρμόστηκε για την ανάλυση δειγμάτων πραγματικού νερού. Χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικοί τύποι δειγμάτων νερού από οκτώ σταθμούς δειγματοληψίας, τα όποια ήταν δείγματα ποτάμια και λιμνοθάλασσας. Μεταξύ των αναλυτών, επτά ΠΑΥ ανιχνεύθηκαν σε τρεις από τους συνολικά οκτώ σταθμούς δειγματοληψίας. Συγκεκριμένα, έξι ΠΑΥ ανιχνεύθηκαν σε έναν μόνο σταθμό δειγματοληψίας, ενώ πέντε σταθμοί ήταν εντελώς απαλλαγμένοι από υπολείμματα ΠΑΥ.Τέλος, στην παρούσα μελέτη, για πρώτη φορά, η τεχνική DSME σε συνδυασμό με GC-MS αξιολογήθηκε για τον ταυτόχρονο προσδιορισμό των υπολειμμάτων ΠΑΥ σε πραγματικά δείγματα νερού. Αυτή η απλή, γρήγορη και φθηνή μέθοδος εκχύλισης που αναπτύχθηκε φέρεται να πληροί όλα τα αναλυτικά κριτήρια επικύρωσης. Η ευαισθησία και η γραμμική δυναμική περιοχή ήταν χαμηλές, επιτρέποντας ανάλυση περιβαλλοντικών δειγμάτων νερού. Έτσι επετεύχθη ακριβής μέτρηση των ενώσεων στόχων στα επιφανειακά ύδατα.