Titanyum dioksit (TiO2) nanopartiküllere tutturulmuş koliform ile kurşunun ayrılması/zenginleştirilmesi ve alevli atomik absorpsiyon spektrometresi ile tayini
Coliform bacteria immobilized on titanium dioxide nanoparticles as a biosorbent for trace lead preconcentration followed by atomic absorption spectrometric determination
Yazar: GÖKHAN UÇAR
Danışman: DOÇ. DR. YASEMİN BAKIRCIOĞLU KURTULUŞ
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Alevli atomik absorpsiyon spektrometresi (FAAS) çeşitli numunelerdeki eser elementlerin tayininde kullanılan çok popüler yöntemlerden biridir. Fakat FAAS ile eser elementlerin direkt olarak tespitinde, tayin sınırı ve duyarlılığı düzeltmek için ayırma/zenginleştirme yöntemlerinin kullanımını gerektirir. Sıvı-sıvı ekstraksiyonu, birlikte çökme, uçurma, iyon değiştirme, elektroanalitik zenginleştirme, bulut noktası ekstraksiyonu ve katı faz ekstraksiyonu gibi çeşitli ayırma/zenginleştirme teknikleri bu amaçla kullanılmaktadır. Kullanılan bu teknikler arasında, adsorpsiyon yüksek zenginleştirme faktörü, yüksek verim, hızlı faz ayırımı, düşük maliyet, az organik çözelti tüketimi gibi ve on-line (sürekli) ya da off-line (sürekli olmayan) sistemlerle birlikte kullanılabilmesi gibi avantajlarından dolayı çok geniş anlamda kullanılan tekniklerden birisidir. Alevli Atomik Absorpsiyon Spektrometrelerinin sürekli akış enjeksiyonu, sürekli olamayan sistemlere göre çeşitli avantajlara sahiptir: yüksek numune verimi, yüksek zenginleştirme faktörü, düşük numune ve reaktif tüketimi, daha iyi kesinlilik, düşük kontaminasyon ve kolaylıkla otomizasyon gibi. Son yıllarda, bakteri, alg, maya ve mantar gibi biyolojik materyaller, iyi performans ve kantitatif olarak fazla bulunabilirlik, metal iyonlarını seçici olarak adsorbe etme, çeşitli çevre şartlarına geniş anlamda uygulanabilirlik (pH, iyonik kuvvet, sıcaklık), düşük maliyet, bol bulunabilirlik, biyosorbentin tekrar-tekrar kullanımı ve mikroorganizmaların büyük yüzey alanından dolayı yüksek biyosorpsiyon kapasitesi gibi özelliklerinden dolayı ağır metallerin ayrılması/zenginleştirilmesinde kullanılmaktadır. Silika jel, karbon nanotüpler, aktif karbon ve zeolitler gibi çeşitli destek materyaller biyomataryelleri immobilize etmek amacıyla önerilmekte ve kullanılmaktadır. İmmobilize edilmiş hücre sistemleri serbest hücrelere göre çeşitli avantajlara sahiptirler: biyokütlenin tekrar kullanılabilirliği, mükemmel kararlılık ve çözeltiden hücrelerin kolay ayrılması gibi.Bu çalışmada, Edirne Sağlık İl Müdürlüğü, Halk Sağlığı Laboratuarından alınan biyokütle üzerine TiO2 nanopartikülü immobilize edilerek, sorbent madde olarak kullanılmış ve biyokütle üzerinde adsorplanan kurşun on-line olarak alevli atomik absorpsiyon spektrometresi ile tayin öncesi ayırma/zenginleştirilmesi sağlanmıştır.

Abstract:
Flame atomic absorption spectrometry (FAAS) is one of the most popular techniques used in determination of trace elements in variety of samples. However, direct determination of trace elements by FAAS requires the use of separation/preconcentration step in order to improve detection limit and selectivity. There are many kinds of separation preconcentration/ techniques e.g. coprecipitation, liquid-liquid extraction, ion exchange, electrochemical deposition, clooud point extraction and solid phase extraction. Among these techniques, solid phase extraction is one the most widely used techniques because of its advantages of high enrichment factor, high recovery, rapid phase separation, low cost, low consumption of organic solvents and the ability to combine with on-line or off-line systems. In online flow-injection methods solid phase extraction (SPE) with FAAS has several advantages over the corresponding off-line methods: higher sample throughput, higher enrichment factors, lower sample, and reagent consumption, better precision, lower risk of loss or contamination and easy automation. In recent years, biological materials such as bacteria, algae, yeast and fungi have been used as a sorbent for heavy metal separation/preconcentration, because of their good performance and large available quantities, selective adsorption of metal ions, operation over a broad range of environmental conditions (pH, ionic strength, temperature), low cost, free availability and possible reuse of the biosorbent, high biosorption capacity because of large surface area of organism. Numerous support materials such as silica gel, carbon nanotubes, activated carbon and zeolites have been proposed and used to immobilize biomaterials. Immobilized cell systems posses several advantages on freely suspended cells, better capability of re-using the biomass, excellent durability, and easy separation of cells from the solution.In this study, the use of biomass from Edirne Ministry of Health, Public Health Laboratory immobilized on TiO2 nanoparticules has been used as a biosorbent for the on-line flow injection separation and preconcentration of trace lead prior to its determination by flame atomic absorption spectrometry (FAAS).