دانلود پایان نامه

که جسم آلی را در خود حل کرده کم باشد و یا بهتر از آن اینکه اصلاً حل نشود. همچنین باید فرار باشد تا به راحتی بتوان آنرا از ترکیب یا ترکیبات آلی استخراج شده، تقطیر نمود. با توجه به مطالب فوق جسم استخراج شونده باید در حلال استخراج کننده به خوبی حل شود و قابلیت انحلال در این حلال خیلی بیشتر از آب باشد. ضمنا حلال استخراج کننده هیچ نوع واکنشی با آب یا مواد قابل استخراج نباید بدهد. از طرف دیگر استفاده از حجم زیاد حلال ، تشکیل امولسیون و دشواری در اجرا و مقرون به صرفه نبودن از معایب این روش می باشد.
1-9 استخراج فاز جامد14(SPE)
این روش استخراج، یک فرآیند جداسازی است که بر اساس آن ترکیباتی که در یک مخلوط مایع حل شده(حلال) یا به حالت تعلیق درآمده اند با توجه به خواص فیزیکی و شیمیایی خود از ترکیبات دیگر مخلوط جدا می شوند.
این تکنیک به عنوان یک روش معمول برای استخراج آنالیت از ماتریکسهای پیچیده در آزمایشگاهها کاربرد دارد. و می تواند برای جداسازی آنالیت از نمونه های مختلف مانند ترکیبات دارویی، آلاینده های محیط زیست، نمونه های بیولوژیک و…. مورد استفاده قرار گیرد.
1-9-1 مراحل استخراج فاز جامد
این تکنیک با استفاده از املاح محلول یا معلق در یک مایع(فاز متحرک) و یک جامد که نمونه از آن عبور می کند(فاز ساکن) برای جداسازی جزء مورد نظر عمل می کند.
بطور کلی استخراج فاز جامد در چهار مرحله صورت می گیرد (شکل1-24):
آماده سازی: در این مرحله یک حلال آلی از میان فاز جامد در داخل کارتریج عبور داده می شود.
جذب آنالیت روی فاز جامد: در مرحله دوم آنالیت را آرام آرام و به طور پیوسته به داخل فاز جامد عبور می دهند.
شستشوی: بوسیله ی حلالی که خود آنالیت را شستشو نمی دهد فقط مزاحمت هایی که همراه با آنالیت در فاز جامد جذب شده اند را پاک می کند.
شویش:از یک فاز آلی جهت شویش استفاده می شود که ذرات آنالیت موجود در فاز جامد را استخراج می کند.
شکل 1- 24 مراحل استخراج فاز جامد :1) آماده سازی،2) جذب آنالیت روی فاز جامد،3) شستشو،4) شویش
1-9-2 عوامل موثر بر استخراج با فاز جامد:
1- pH محلول: برای حذف کامل مزاحمت ها و استخراج انتخابی آنالیت ها بایستی pH محلول بهینه سازی شود.
2- نوع حلال: بسته به نوع آنالیت برای جداسازی حلال های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.
3- حجم جذب و واجذب نمونه: هر چه مقدار آنالیت جذب شده به مقدار آنالیت واجذب شده نزدیکتر باشد مقدار بازده استخراج بیشتر است.
1-9-3 مزایای استخراج فاز جامد
دلایل برتری استخراج فاز جامد با استخراج مایع- مایع عبارتند از:
این روش بسیار سریع و آسانی و مقرون به صرفه است.
مصرف حلال در این روش بسیار کمتر می باشد.
در این روش نیاز به یک کارتریج کوچک است در حالی که استخراج مایع- مایع به بطری های شیشه ای زیاد آزمایشگاهی نیاز دارد.
کارتریج مورد استفاده در این روش نسبتا ارزان است و این کارتریج می تواند بازیابی شده و برای آزمایش های دیگر استفاده شود.
کارتریج ساخته شده از جنس پلی پروپیلن است و آلودگی محیط زیست آن ناچیز است.
ذرات چربی تشکیل شده در آب که در استخراج مایع – مایع برای نمونه های بیولوژیکی و آب فاضلاب مشکل ساز می باشد در این روش مشکلات عمده بوجود نمی آورد.
انعطافپذیری استخراج با فاز جامد بیشتر از استخراج مایع- مایع می‌باشد. حلال‌های در این روش در گستره بیشتری قرار دارد، اما برای استخراج مایع- مایع محدود و حلال‌های به شدت آبدوست نیاز میباشد. گزینش پذیری در این روش با توجه به انتخابی بودن حلال افزایش می یابد.
1-9-4 خصوصیات فاز جامد
1-پایداری شیمیایی داشته باشد.
2-قابلیت جذب و واجذب انتخابی داشته باشد.
3-اندازه ذرات کوچک باشد تا سطح تماس بیشتر شود.
4-جذب و واجذب تکرار پذیر داشته باشد.
5-فاز جاذب جامد خالص بوده و ناخالصی نداشته باشد.
1-9-5 مواد جاذب برای استخراج فاز جامد
این مواد به سه دسته تقسیم بندی می شوند:
1-سیلیکاژل: فاز جاذب سیلیکاژل بسیار قطبی می باشد که معمولا عمل جذب در آن به صورت برگشت ناپذیر بوده به این دلیل قابلیت انتخابی نداشته و کمتر استفاده می شود برای رفع این عیب به جای گروه های OH در سیلیکاژل گروه های دیگری جایگزین می شوند و به این گروه ها فاز های پیوندی گفته می شود که معروف ترین آنها اکتادسیل15(C18) است. این جاذبها معمولاً مشکلاتی دارند بعنوان مثال در pHهای 8-2 ناپایدارند و یا اینکه باقیمانده گروههای سیلانول16 اسیدی آزاد می تواند باعث برهم کنش ثانویه و نامطلوب شود که برای حل این مشکلات از فرایند End-capping استفاده می شود که عملکرد گروههای سیلانول آزاد را معمولاً با گروههای متیل مسدود می کند.
2- جاذب پلیمری: بر پایه پلیمر بوده و آنالیت در داخل آن قرار میگیرد هر کدام از پلیمرها آنالیت های خاصی را جذب می کنند که اساس کار پلیمر های قالب مولکولی است و مزیت آنها نسبت به ذرات سیلیس این است که در تمام محدوده های pH پایدار بوده و همچنین سطح فعال وسیع تری دارند.
3- کربن (گرافیت): این مواد جاذب شامل شکلهای مختلف کربن مانند کربن سیاه گرافیتی17 (GCB) و کربن متخلخل گرافیتی18 (PGC) می باشد که آنالیتهای بسیار قطبی را به دام می اندازند.
اگرچه تعداد بسیار زیادی از مواد جاذب برای استخراج فاز جامد وجود دارد اما مشکل اصلی همه آنها گزینش پذیر نبودن است)یان و همکاران192010) که همین مسئله باعث شده امروزه کمتر مورد استفاده قرار بگیرند. به همین دلیل از پلیمرهای قالب مولکولی به عنوان جاذب در استخراج فاز جامد بیشتراستفاده می شود.
4-پلیمرهای قالب مولکولی
جاذب های پلیمرهای قالب مولکولی دارای گزینش پذیری بالا می باشند. در واقع پلیمرهای قالب مولکولی دارای یک حفره خالی بوده که فقط به یک آنالیت خاص حساس می باشد(استیونسون، 1999).
انواع روشهای انجامSPE با کمک پلیمرهای قالب مولکولی:
استخراج فاز جامد با پلیمرهای قالب مولکولی مشابه استخراج فاز جامد با دیگر جاذب ها به دو صورت پیوسته (on-line) و نا پیوسته (off-line) می تواند انجام شود که البته شیوه نا پیوسته به دلیل شرایط عمل و سادگی، بیشتر در زمینه استخراج فاز جامد با کمک پلیمرهای قالب مولکولی کاربرد دارد.
رایج ترین قالب ها برای استخراج فاز جامد با MIP ها با سیستم آنالیزHPLC کارتریج یا ستون SPE که شامل یک مخزن (معمولاً پلی اتیلن) با یک بستر جاذب می باشد. این ستونها با طیف گسترده ای از مواد جاذب مختلف در دسترس هستند و مقادیر معمول آنها شامل mg500- 25 از مواد جاذب و ml10- 1 از حجم مخزن می باشد که این ستون ها در روش نا پیوسته کاربرد دارند. در حالیکه برای روش پیوسته این مواد جاذب در پیش ستونها پر می شوند و مقدار آنmg 100- 20 است.این روش از حساسیت بالا برخوردار می باشد و کارآرایی آن به اندازه ذرات داخل ستون بستگی دارد هر چه اندازه ذرات کوچکتر کارایی ستون بیشتر می شود.
استخراج فاز جامد قالب مولکولی20 (MISPE) به روش پیوسته و نا پیوسته شبیه هم هستند. تفاوت اصلی این دو روش این است که در روش نا پیوسته نمونه کاملاً پاکسازی شده و آنچه استخراج شده به سیستم آنالیز تزریق می شود اما در روش پیوسته تمام نمونه ای که از ستون (حاوی ذرات پلیمر قالب مولکولی) عبور داده شده مستقیماً به سیستم آنالیز تزریق می شود.
مطالعات زیادی مبنی بر استخراج فاز جامد با استفاده از پلیمرهای قالب مولکولی به روش پیوسته و جفت شدن این سیستم با سیستم کروماتوگرافی مایع صورت گرفته است (مالت و همکاران21،2004 ؛ واتابه و همکاران22،2004). بطوریکه تعداد زیادی از تحقیقات برای جداسازی آنالیت از نمونه های زیست محیطی، نمونه های بیولوژیکی، نمونه های غذایی و …. به کمک شیوه MISPE پیوسته انجام شده است. اخیراً کوپل شدن سیستم پیوسته با کروماتوگرافی گازی (GC) برای آنالیز نمونه های بیولوژیکی نیز مورد بررسی قرار گرفته است.
شیوهMISPE نا پیوسته بیشترین سهم مطالعات را به خود اختصاص داده بطوریکه می توان استخراج بسیاری از ترکیبات را از ماتریکس های مختلف مانند نمونه های آب (رودخانه، دریا، زیرزمینی، فاضلاب)(کلودیو و همکاران23،2001 ؛ زینگیانگ و همکاران24،2012) ، مایعات زیستی (خون ، ادرار ، سرم)(سارونگ می و همکاران25،2011)، موادغذایی(کارولینا و همکاران26،2012)، بافت های حیوانی(یان شی و همکاران27،2011)و…. می توان انجام داد.
فصل دوم
پلیمرهای قالب مولکولی
2-1 پلیمر قالب مولکولی28 (MIP)
پلیمری که در حضور یک مولکول هدف واکنش پلیمریزاسیون آن انجام شده سپس مولکول هدف بوسیله استخراج از پلیمر جدا می شود و در نتیجه یک پلیمر با حفرهای خالی به اندازه مولکول هدف ایجاد می شود که به آن پلیمر قالب مولکولی می گویند.این پلیمرها وابستگی شیمیایی خاصی به نمونه از خود نشان می دهند.
عملکرد پلیمرهای قالب مولکولی مشابه نظریه قفل و کلید فیشر بوده(این نظریه در سال 1894 توسط امیل فیشر29 مطرح شد) یعنی پلیمر قالب بندی شده دارای حفره نقش قفل(آنزیم) و نمونه خاص بکار رفته نقش کلید(سوبسترا) را بازی می کنند. که اساس این نظریه برهمکنشهای بین آنزیم و سوبسترا می باشد.
شکل 2- 1 تصویر شماتیک از نظریه قفل و کلید فیشر
اکثر فرآیندهای زیستی از چنین ترکیبات قفل و کلید تبعیت می کنند بطوریکه طی چند دهه اخیر بسیاری از دانشمندان روی این ترکیبات بمنظور یافتن یک کلید خاص و مناسب برای یک گیرنده خاص تحقیقات زیادی انجام داده اند.
اولین کارها در این زمینه که باعث ظهور پلیمرهای قالب مولکولی شد به اوایل قرن نوزدهم و پژوهشهای یک شیمیدان روسی بنام پولیاکو30 بر می گردد که در سال 1931 تحقیقی را در مورد اثر حضور حلالهای مختلف (بنزن، زایلن و تولوئن) روی ساختار منافذ سیلیکا هنگام خشک کردن آن منتشر کرد. طی بررسیهای انجام شده که از اسید سولفوریک بعنوان آغازگر پلیمریزاسیون استفاده شده بود میزان ارتباط بین ظرفیت بار منافذ سیلیکا و وزن مولکولی حلالهای مربوطه و همچنین میزان پیوند مجدد این حلالها به سیلیکا گزارش شد(پالیاکو،1931).
به دنبال آن تئوری در مورد تنوع تشکیل آنتیبادیها در رویارویی با آنتیژنهای فعال زیستی توسط پائولینگ ارائه شد. طبق تئوری پائولینگ هر واحد ساختاری از آنتیبادی قادر است ساختار سه بعدی خود را در جهت یابیها و برهمکنشهای ممکن با آنتیژن تغییر دهد. بنابراین آنتیبادی با نقاط نقش شده آنتیژن که به عنوان مولکول هدف به کار میرود، ترکیب میشود که بعدها این تئوری در پلیمرهای قالب مولکولی به کار گرفته شد(هیوس و همکاران312002).
محدوده کاربرد این پلیمرها بسیار وسیع بوده بطوریکه در استخراج های مؤثر برای اهداف دارویی و پزشکی بسیار مورد استفاده قرار می گیرند(آلندر و همکاران32،2000). اهمیت دیگر پلیمرهای قالب مولکولی, اندازه‌گیری داروها، سادگی این روش‌ها و امکان اتوماسیون روش‌هاست.(کای وگاپتا33،2004)
همچنین تحقیقاتی روی پلیمرهای آلی قالب مولکولی شده صورت گرفت به دو گروه از دانشمندان بنام کلاتز34 و ولف35 در سال 1972 مربوط می شود که هر دو بر اساس اتصالات کووالانسی بین مونومر و مولکول هدف پیش از پلیمریزاسیون می باشند.
گروه کلاتز موفق به ایجاد محل های اتصال ویژه متیل اورانژ در شبکه پلیمری پلی اتیلن ایمین شد(تاکاگیشی36 و کلاتز،1972) و گروه ولف و همکارانش مطالعاتی در مورد تشکیل محل های اتصال خاص که فقط به فرم آنانتیومر D گلیسرولیک اسید حساس بود انجام دادند(ولف و سرحان37،1972).
2-1-1 ویژگیهای پلیمرهای قالب مولکولی
تهیه آنها بسیار آسان بوده و با هزینه و زمان کم امکان پذیر است.
پایداری خود را

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید