Toksik ve uyarıcı organik moleküllerin yenilikçi analitik yaklaşımlar ile kütle spektrometri sisteminde tayinleri
Determination of toxic and stimulant organic molecules in mass spectrometry system with innovative analytical approaches
Yazar: SUDE OFLU
Danışman: DOÇ. DR. FATMA TURAK ; PROF. DR. SEZGİN BAKIRDERE
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Gaz kromatografisi = Gas chromatography

Özet:
Uyarıcı/uyuşturucu maddelerin kötüye kullanımı, son yıllarda önemli bir artış göstererek küresel bir sorun haline gelmiş ve insan sağlığı ve sosyal davranışlar üzerinde ciddi sonuçlara yol açmıştır. İnsan serumu ve idrarında metamfetaminin eser seviyelerdeki tayini için hassas, çevre dostu, basit ve hızlı bir analitik yönteme artan bir ihtiyaç vardır. Bu tezin ilk çalışmasında, metamfetaminin biyolojik örneklerde eser seviyelerde tayinini gerçekleştirmek amacıyla, GC-MS sisteminde analiz öncesi, eşzamanlı bir türevlendirme ve ekstraksiyon/ön deriştirme aşaması içeren sprey destekli damlacık oluşturma esaslı sıvı faz mikroekstraksiyon (SD-DO-SFME) yöntemi geliştirilmiştir. Optimum koşullar altında, metamfetamin için gözlenebilme ve tayin limitleri sırasıyla 48,0 µg/kg ve 159,9 µg/kg olarak hesaplanmıştır. İnsan serumu ve idrarında yapılan geri kazanım çalışmaları sonucunda, analit üzerinde negatif girişim etkilerinin olduğu gözlemlenmiştir. Matriks etkilerini azaltarak yüksek kesinlik ve doğruluk elde etmek amacıyla dörtlü izotop seyreltme kütle spektrometrisi (İS4MS), geliştirilen SD-DO-SFME-GC-MS yöntemi ile birleştirilmiştir. Serum ve idrar örnekleri için yüzde geri kazanım sonuçları sırasıyla %99,4 – 100,2 ve %99,7 – 100,0 olarak hesaplanmıştır. 
Fenilüre herbisitler, insan sağlığı ve çevre üzerinde olumsuz etkilere sahiptir ve kalıntıları potansiyel bir tehdit oluşturmaktadır. Fenilüre herbisitlerin eser seviyedeki tayini amacıyla çevresel örneklerde duyarlı analitik yöntemler geliştirmek insan sağlığı için büyük önem taşımaktadır. Bu tezin ikinci bölümünde atık su örneklerinde fenuronun tayini için, eş zamanlı türevlendirme ve SD-DO-SFME yönteminin ardından GC-MS tayinini içeren yüksek doğruluk ve duyarlılığa sahip bir analitik yöntem geliştirilmiştir.  Optimum deneysel koşullar altında, gözlenebilme limiti 0,15 mg/kg olarak hesaplanırken tayin limiti 0,49 mg/kg olarak bulunmuştur. Atık su örneklerinden kaynaklanan matriks etkilerini ortadan kaldırmak ve sonuçların doğruluk/kesinliğini arttırmak amacıyla matriks eşleştirme kalibrasyon stratejisi kullanılmış ve yüzde geri kazanım sonuçları %85,9 ± 0,3 ve %120,9 ± 3,5 aralığında hesaplanmıştır.

Abstract:
The abuse of stimulant/narcotic drugs has become a global problem with a significant increase in recent years and has had serious consequences on human health and social behavior. There is a growing need for a sensitive, environmentally friendly, simple and rapid analytical method for the trace determination of methamphetamine in human serum and urine. In the first study of this thesis, a spray assisted droplet formation based liquid phase microextraction (SA-DF-LPME) method, which includes a simultaneous derivatization and extraction/preconcentration step, was developed before its determination in the GC-MS system for the determination of methamphetamine at trace levels in biological samples. Under the optimum conditions, limit of detection and quantitation for methamphetamine were calculated as 48.0 µg/kg and 159.9 µg/kg, respectively. As a result of recovery studies in human serum and urine, negative interference effects were observed on the analyte. Quadruple isotope dilution mass spectrometry (İD4MS) was combined with the developed SA-DF-LPME-GC-MS method to achieve high precision, accuracy and reproducibility by reducing matrix effects. Percent recovery results for serum and urine samples were calculated as 99.4 – 100.2% and 99.7 – 100.0%, respectively. 
Phenylurea herbicides have adverse effects on human health and the environment, and their residues have a potential threat. It is of great importance for human health to develop sensitive analytical methods in environmental samples for the trace level determination of phenylurea herbicides. In the second part of this thesis, a highly accurate and sensitive analytical method was developed for the determination of fenuron in wastewater samples, which includes simultaneous derivatization and spray assisted droplet formation based liquid phase microextraction (SA-DF-LPME) method followed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) determination. Under the optimum experimental conditions, limit of detection was calculated as 0.15 mg/kg and limit of quantification was found as 0.49 mg/kg. In order to eliminate matrix effects arising from wastewater samples and increase the accuracy/precision of the results, the matrix matching calibration strategy was used and the percent recovery results were calculated between 85.9% ± 0.3 and 120.9 ± 3.5%.