Atik suda kafei̇n anali̇zi̇ i̇çi̇n sivi kromatografi̇si̇-ardişik kütle spektrometresi̇ i̇le yöntem geli̇şti̇ri̇lmesi̇
Development of A method with liquid chromatography - tandem mass spectrometry for analysis of caffeine in wastewater
Yazar: YELİZ ARPACIK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SELDA MERCAN
İstanbul Üniversitesi / Adli Tıp Enstitüsü / Fen Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Adli Tıp = Forensic Medicine ; Kimya = Chemistry
Dizin: Atık su = Waste water ; Biyobelirteçler = Biomarkers ; Geçerlik = Validity ; Kafein = Caffeine ; Kromatografi-sıvı = Chromatography-liquid ; Kütle spektrometri = Mass spectrometry ; Yöntem geliştirme = Method developing

Özet:
Tüketilen veya maruz kalınan kimyasalların ve metabolitlerinin atık suda analizine dayanan ve toplumla ilgili pek çok bilgiye ulaşılmasını sağlayan çalışmalar, atık suya dayalı epidemiyolojik yaklaşım (WBE) olarak adlandırılır. Kafein tüketiminin çok eski tarihlere dayanması ve ana kaynağı olan kahvenin popülaritesinin giderek artması atık sularda kafein ve metabolitlerine rastlamayı mümkün kılmaktadır. Buna kafeinin kararlılığının iyi olması, sadece beşeri faaliyetleri yansıtması gibi özellikleri de eklenince, atık suya dayalı epidemiyolojik yaklaşım temelli çalışmalar için kafein önemli bir biyobelirteç haline gelmektedir. Beşeri biyobeliteçler, WBE temelli çalışmalarda popülasyon büyüklüğü ve dinamiği hakkında bilgi sağlar. Ayrıca kafein antropojenik bir belirteç olduğundan yüzey sularında varlığı suların kirlendiğinin de göstergesidir. Bu yüzden atık sularda kafein için hızlı ve güvenilir bir yöntem oluşturmak ve geliştirmek önemlidir. Bu çalışmada da suda kafein analizi için son zamanlarda kullanımı giderek artan Sıvı Kütlesi-Ardışık Kütle Spektrometresi (LC-MS/MS) ile doğrulama gerektirmeyen, düşük tayin limitine sahip, hızlı ve güvenilir bir yöntem oluşturma ve geçerli kılma çalışmalarının yapılması amaçlanmıştır. Sıvı kromatografisi ve kütle spektrometresi parametreleri ile akış programı ayarlanan yöntemde; seçicilik, analitik duyarlılık, tespit ve tayin limiti, doğrusallık, doğruluk ve sağlamlık gibi geçerli kılma parametreleri çalışılmıştır. Tespit Limiti (LOD) 200 ng/L, Tayin Limiti (LOQ) 500 ng/L olarak hesaplanmış; 500-100000 ng/L doğrusal aralıkta, r2 0,997 ile doğruluk çalışmaları yapılmıştır. Tüm çalışmalarda %RSD <10; farklı günlerde ve farklı konsantrasyonlarda yapılan çalışmalarda geri kazanım %87-109 arasında bulunmuştur. Ön işlem gerektiren bu yöntemde 50000 ng/L konsantrasyon ile zenginleştirme yapılan çeşme suyu numuneleri, katı faz çekitleme işlemine tabi tutulmuş; çekitleme işleminden verimlilik ortalama %93,34 olarak bulunmuştur. Geliştirilen bu yöntemde atık sularda kafein analiziyle bölgenin popülasyon büyüklüğü ve dinamiği; yüzey sularında analizi ile de kirlilik düzeyi tespit edilip çevresel risk olup olmadığı hakkında değerlendirme yapılabilmektedir.

Abstract:
Waste water based epidemiological (WBE) approach is an analysis of wastewater chemicals exposed and consumed by population and access all population data. Since the consumption of caffeine goes back to ancient times and the popularity of coffee (main source of caffeine) that gradually increases makes possible come across caffeine and its metabolites in wastewater. In addition, stability of caffeine and to indicate only human activities make caffeine significant biomarker for wastewater based epidemiological analyses. Human biomarkers provide us information about population size and Dynamics in WBE based studies. Also, because of being an anthropogenic marker, caffeine indicate contamination on surface waters. Therefore, it is important developing a fast and reliable caffeine method. In this study it is aimed to create and validate a fast and reliable method with low quantification limit and which does not require any verification by LC-MS/MS which has been used recetly. LC-MS/MS parameters and flow program set up and validation parameters such as selectivitiy, analytical sensivity, limit of detection and determination, linearity, accuracy and robustness were studied. Limit of detection was calculated 200 ng/L, limit of quantitation was calculated 500 ng/L. Accuracy studies with 0,997 were performed in the linear range of 500-100000 ng/L. In all studies %RSD was <10; recoveries were found between %87 and %109 in different days and at different concentrations studies. In this method which requires pretreatment, tap water samples were enriched with a concentrations of 50000 ng/L and extracted. The efficiency of extractions was found %93,34 on average. In this developed method, by analysis of caffeine in wastewater, population size and dynamics of the region can be evaluated and level of pollution in surfacewater can also be evaluated whether there is a environmental risk.