Spojení HF-LPME s CE pro přímou analýzu komplexních vzorků

Bc. Blanka Miková

Master's thesis

Coupling of HF-LPME with CE for direct analysis of complex samples

Abstract:

Diplomová práce se zaměřuje na vývoj nového instrumentálního uspořádání, které umožňuje in-line spojení mikroextrakcí v kapalné fázi pomocí dutého vlákna (HF LPME) s komerčním přístrojem pro kapilární elektroforézu (CE) pro přímou analýzu komplexních vzorků. Metoda HF LPME nabízí účinnou alternativu ke standardním technikám pro úpravu a prekoncentraci vzorků se složitými matricemi. Jedná se o rovnovážnou extrakční techniku, která umožňuje současnou úpravu více vzorků, např. v 96-jamkovém uspořádání. Díky mikroextrakční jednotce na jedno použití je eliminováno znečištění mezi jednotlivými vzorky (sample carry over) a je zajištěna opakovatelnost a čistota výsledných extraktů. HF-LPME se vyznačuje nízkou spotřebou organických rozpouštědel i vzorků, tudíž příliš nezatěžuje životní prostředí. Je to navíc levná extrakční technika, která je kompatibilní s celou řadou komplexních vzorků. Výsledné extrakty jsou kompatibilní s běžnými analytickými přístroji a HF-LPME má velký aplikační potenciál v oblastech, jako je klinická analýza a monitorování životního prostředí. V této práci bylo vyvinuto jednoduché instrumentální uspořádání, které umožňuje in-line spojení HF-LPME s komerčním CE přístrojem pro přímou analýzu komplexních biologických vzorků. Extrakční podmínky byly optimalizovány pro extrakci čtyř modelových bazických léčiv (nortriptylin, haloperidol, loperamid, papaverin) a byly aplikovány na jejich extrakci z lidských tělních tekutin. Výsledkem bylo účinné odstranění matričních komponent a až téměř 80-násobné zakoncentrování léčiv. Extrakční výtěžnosti byly v rozmezí 76–64 % pro fyziologický roztok, 70–47 % pro lidskou moč a 60–34 % pro suché krevní tečky. Detekční limity se pohybovaly kolem 1 μg•l-1 a opakovatelnost měření nepřesáhla 13 %.

Abstract:

This diploma thesis describes the development of in-line coupling of hollow fiber-liquid phase microextraction (HF-LPME) to commercial capillary electrophoresis (CE) for direct analysis of complex samples. The HF-LPME method offers an efficient alternative to conventional sample preparation and preconcentration techniques . It is an equilibrium extraction technique, the concentration of analyte in the acceptor increases until it reaches equilibrium and the method allows simultaneous extraction of multiple samples, for example in a 96-well arrangement. The disposable character of the HF extraction unit completely eliminates sample carry-over issues and provides high repeatability of the process and purity of the resulting extracts. HF-LPME is characterized by low consumption of organic solvents and samples, and is thus considered green and environmentally friendly. In addition, HF-LPME is cheap and compatible with a variety of samples. Resulting extracts are compatible with standard analytical instruments and have a great application potential in areas such as clinical analysis and environmental monitoring. A simple instrumental set-up was suggested in this thesis, which allows for in-line coupling of HF-LPME to commercial CE for direct analysis of complex biological samples. Extraction conditions were optimized for extraction of four model basic drugs (nortriptyline, haloperidol, loperamide, and papaverine) and were applied to their extraction from human body fluids, resulting in efficient elimination of matrix components and up to 80-fold preconcentration of the drugs. Extraction recoveries ranged between 76–64% for physiological solution, 70–47% for human urine and 60–34% for dry blood spots. Limits of detection were around 1 μg•l-1 and repeatability of measurements was better than 13 %.

Keywords

CE, HF-LPME, suché krevní tečky, moč, fyziologický roztok, mikroextrakce, nortriptylin, haloperidol, loperamid, papaverin, dry blood spots, urine, physiological salt solution, microextraction, nortriptyline, loperamide, papaverine

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 3. 6. 2019
• Supervisor: RNDr. Marta Farková, CSc.
• Reader: Ing. Karel Klepárník, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Chemistry / Analytical Chemistry