Ανάπτυξη και βελτιστοποίηση μεθόδων ειδοπροσδιορισμού κασσιτέρου με συνδυασμένες τεχνικές χρωματογραφίας και φασματομετρία μάζας
Authors: Τζόλλας Νικόλαος 
Published: August 2021

Η ∆ιατριβή αυτή αποτελείται από τρεις ξεχωριστές µελέτες που αφορούν τον προσδιορισµό ΟΤ. Η πρώτη µελέτη αφορούσε την ανάπτυξη αναλυτικής µεθόδου µορφοειδικού διαχωρισµού για τον ταυτόχρονο προσδιορισµό του ανόργανου κασσιτέρου (Sn) και του τετραµεθυλοκασσιτέρου (TeMT) µε την χρήση της µικροεκχύλισης στερεάς φάσης και της αέριας χρωµατογραφίας σε συνδυασµό µε φασµατοµετρία µάζας (HS-SPME-GC-MS). Με τη χρήση της τεχνικής αυτής αναπτύχθηκε µια µέθοδος για τον ιχνοπροσδιορισµό του TeMT και Sn ως τετρααιθυλοκασσίτερος (ΤeET), έπειτα από την αιθυλίωσή του, σε διάφορα υποστρώµατα. Η παραγωγοποίηση του Sn και η ταυτόχρονη εκχύλισή του ως TeET µαζί µε τον TeMT ολοκληρώθηκε σε ένα στάδιο. Το µέσο παραγωγοποίησης που χρησιµοποιήθηκε ήταν το τετρααιθυλοβορικό νάτριο (NaBEt4) το οποίο δηµιούργησε πτητικό παράγωγο το οποίο προσροφήθηκε στην επιφάνεια της ίνας που ήταν επικαλυµµένη µε PDMS υλικό. Μελετήθηκαν οι συνθήκες της HS-SPME καθώς και οι πιο κρίσιµες παράµετροι λειτουργίας του GC-MS έτσι ώστε να βελτιστοποιηθεί η επαναληψιµότητα και η ευαισθησία. Η ανίχνευση των κορυφών του TeMT και του Sn ως TeET πραγµατοποιήθηκε µε την λειτουργία της επιλεκτικής παρακολούθησης ιόντων (SIM). Η ακρίβεια της προτεινόµενης µεθόδου ήταν ικανοποιητική παρέχοντας τιµές RSD χαµηλότερες από 10% και για τους δύο αναλύτες µε καλή γραµµικότητα έως 10 µg L-1. Η προτεινόµενη µέθοδος που αναπτύχθηκε εφαρµόστηκε µε επιτυχία για τον προσδιορισµό των αναλυτών σε διάφορα είδη δειγµάτων όπως ιστό ψαριού, φύκια, µεταλλικό νερό και θαλασσινό νερό και αποδείχτηκε κατάλληλη ως µέθοδος παρακολούθησης της ρύπανσης σε περιβαλλοντικά και βιολογικά υποστρώµατα. Η δεύτερη µελέτη της ∆ιατριβής αφορούσε την αξιολόγηση της σταθερότητας του τριβουτυλοκασσίτερου (TBT) σε δείγµατα ανθρώπινων ούρων µε χρήση της µικροεκχύλισης στερεάς φάσης υπερκείµενου χώρου και της αέριας χρωµατογραφίας σε συνδυασµό µε τη φασµατοµετρία µάζας (HS-SPME-GC-MS). Η µέθοδος HSSPME-GC-MS χρησιµοποιήθηκε για τη µελέτη της επίδρασης των συνθηκών αποθήκευσης σε δείγµατα ούρων στα οποία είχε προστεθεί αρχικά ΤΒΤ. Προκειµένου να αυξηθεί η πτητικότητα του αναλύτη, πραγµατοποιήθηκε επί τόπου παραγωγοποίηση µε NaBEt4, το οποίο προστέθηκε απ’ ευθείας σε δείγµατα ούρων και σε πρότυπα ρυθµιστικά διαλύµατα όµοιας οξύτητας. Στα δείγµατα δεν προστέθηκε οποιοδήποτε συντηρητικό µέσο. Η σταθερότητα του ΤΒΤ στο υπόστρωµα των ανθρώπινων ούρων συγκρίθηκε µε τη σταθερότητα του ΤΒΤ σε ρυθµιστικά διαλύµατα µε παρόµοιο pH πραγµατοποιώντας συγκριτικούς υπολογισµούς των ανακτήσεων του ΤΒΤ στα δύο υποστρώµατα. Εξετάστηκαν ενδελεχώς οι κρίσιµες παράµετροι των συνθηκών αποθήκευσης όπως η θερµοκρασία, ο χρόνος και η µικροβιακή δραστηριότητα, οι οποίες επηρεάζουν την σταθερότητα του ΤΒΤ σε αυτού του είδους τα υποστρώµατα. Τα αποτελέσµατα υπολογισµού των ανακτήσεων έδειξαν ότι η σταθερότητα του TBT διατηρείται σε ικανοποιητικό βαθµό για µέγιστο διάστηµα αποθήκευσης 2 ηµερών είτε στους +4 °C ή στους -20 °C. Μεγαλύτερες διαφοροποιήσεις παρατηρήθηκαν στην συγκέντρωση του ΤΒΤ µεταξύ των δειγµάτων που είχαν αποθηκευτεί στους +4 °C και –20 °C για χρονικό διάστηµα αποθήκευσης έως 1 µήνα. Οι κύκλοι ψύξης και απόψυξης των δειγµάτων είχαν αρνητική επίδραση στην σταθερότητα του ΤΒΤ και για το λόγο αυτό θα πρέπει να εφαρµόζονται στο ελάχιστο δυνατό. Στη µελέτη που παρόµοιά της δεν υπάρχει στην διεθνή βιβλιογραφία, αξιολογήθηκαν συγκριτικά οι ανακτήσεις του ΤΒΤ από δείγµατα ούρων σε σχέση µε τις ανακτήσεις του ΤΒΤ από τα αντίστοιχα ρυθµιστικά διαλύµατα. Η τρίτη φάση της ∆ιατριβής αφορούσε τον µορφοειδικό διαχωρισµό των τριπροπυλοκασσίτερο (TPrT), τριβουτυλοκασσίτερο (TBT), τριπεντυλοκασσίτερο (TPeT) και τριφαινυλοκασσίτερο (TPhT) µε τη χρήση της υγρής χρωµατογραφίας σε συνδυασµό µε φασµατοµετρία µάζας υψηλής ανάλυσης η οποία αποτελούνταν από αναλυτές οκταπόλου, παγίδας ιόντων και χρόνου πτήσεως (LCMS-IT-TOF). Σε αυτόν τον καινοτόµο σχεδιασµό διαδοχικών αναλυτών MS τύπων ΙΤ και TOF, εφαρµόστηκε η λειτουργία του χηµικού ιοντισµού υπό συνθήκες ατµοσφαιρικής πίεσης (APCI). Σε αυτή την εργασία διερευνήθηκαν για πρώτη φορά οι δυνατότητες της υβριδικής τεχνικής LCMS-IT-TOF για τον µορφοειδικό διαχωρισµό των αναλυτών και αναπτύχθηκε η µέθοδος προσδιορισµού τους µε µεγάλη ακρίβεια σε υδατικά διαλύµατα. Μελετήθηκαν οι χρωµατογραφικές παράµετροι όπως στήλη, κινητή φάση, παροχή, πρόγραµµα έκλουσης σε σκοπό να βελτιστοποιηθεί ο διαχωρισµός των αναλυτών. Ο βέλτιστος διαχωρισµός επιτεύχθηκε µε τη χρήση στήλης πιρυτίας C18 αντίστροφης φάσης µε µήκος 3 cm. Η κινητή φάση αποτελούνταν από νερό και οξικό οξύ/µεθανόλη 2% v/v ρυθµίζοντας την παροχή στο 0,4 mL min–1. Ο χρωµατογραφικός διαχωρισµός των κορυφών ολοκληρώθηκε σε χρόνο µικρότερο των 8 min. Ο προσδιορισµός των αναλυτών πραγµατοποιήθηκε µε παρακολούθηση των χαρακτηριστικών ιόντων του κάθε αναλύτη στα χρωµατογραφήµατα καθώς και του ισοτοπικού προφίλ του Sn. Στο πρόγραµµα του MS ρυθµίστηκε η λειτουργία αποµόνωσης στην IT περιορισµένου εύρους ιόντων µε m/z (220,0000-420,0000). Τα όρια ανίχνευσης των τεσσάρων τριοργανοκασσιτερικών µορφών ήταν σε εύρος µεταξύ 13 – 45 pg, εκφρασµένες ως την απόλυτη ποσότητα του Sn που εγχύθηκε στη στήλη, και η σχετική τυπική απόκλιση κυµάνθηκε σε εύρος µεταξύ 4,3 – 9,9 %. Τέλος πραγµατοποιήθηκε σύγκριση των αναλυτικών χαρακτηριστικών της προτεινόµενης µεθόδου µε αναφορές παρόµοιων µεθόδων LC-MS