magistrsko delo
David Ribar (Avtor), Irena Kralj Cigić (Mentor), Franc Požgan (Član komisije za zagovor), Helena Prosen (Član komisije za zagovor), Miha Lukšič (Komentor)

Povzetek

V magistrskem delu smo preučevali mehanizem reverzno-fazne tekočinske kromatografije iz dveh zornih kotov: eksperimentalne študije določanja mrtvih volumnov kromatografskih kolon in teoretične študije, ki kompleksen separacijski mehanizem poskuša opisati z orodji statistične mehanike. V sklopu raziskav določanja mrtvih volumnov smo primerjali tri pogosto uporabljene spojine za določanje mrtvega volumna (uracil, N,N-dimetilformamid in floroglucinol) ter devteriran acetonitril, s tekočinsko kromatografijo, sklopljeno z masno spektrometrijo. Dokazali smo, da izbrane spojine za določanje mrtvega volumna izkazujejo parabolične retencijske vzorce, ki so funkcija sestave mobilne faze. Ugotovili smo, da ima devteriran acetonitril prav tako retencijo pri reverzno-fazni kromatografiji. Devteriran acetonitril smo uporabili kot devterirano komponento mobilne faze iz vode in acetonitrila v metodi majhne motnje. Ugotovili smo, da mrtvi volumen, določen s tem pristopom, najbolje opiše termodinamsko definiran mrtvi volumen kromatografskih kolon. Primerjanje z rezultati mrtvih volumnov, določenih z izbranimi spojinami, pokaže, da te podcenjujejo mrtvi volumen kolone. Retencijske podatke devteriranega acetonitrila smo uporabili za izračun presežnih adsorpcijskih izoterm. Pokazali smo, da devterirane vode ne moremo uporabiti na enak način kot devteriranega acetonitrila, v okviru metode majhne motnje, zaradi obsežne izotopske izmenjave, ki vodi v zvišanje meje zaznave in pridružene instrumentalne omejitve merjenja nizkih nominalnih mas. Teoretična študija je sestavljena iz dveh korakov: (i) priprava modela kromatografske stacionarne faze, kot naključno porazdeljene polimerne matrice togih krogel, s pomočjo teorije PROZA, ki je osnovana na Wertheimovi teoriji integralskih enačb asociativnih tekočin, (ii) modeliranje strukture in termodinamike dvokomponentnega fluida v predhodno pripravljeni polimerni matrici, v okviru teorije replika Ornstein-Zernike. V drugem koraku smo preučili potencial togih krogel in togi privlačni Yukawa potencial za opis interakcij med fluidom in matrico. Primerjava z rezultatom nepolimeriziranih monomernih delcev nakazuje na uspešno implementacijo teorije PROZA in posledične priprave modelne kromatografske stacionarne faze. Uspešno smo izračunali adsorpcijske izoterme pri treh sestavah dvokomponentnega fluida, ki interagira s polimerno matrico obeh modelnih stacionarnih faz. Glavni izsledki določanja mrtvih volumnov služijo kot priporočilo vsem kromatografskim eksperimentalistom in poskušajo poenotiti ter poenostaviti metode določanja mrtvih volumnov v RPLC. Rezultati teoretične študije nakazujejo na potencialne raziskovalne poti, s katerimi lahko raziščemo omejitve in aplikacije razvitega teoretičnega modela v prihodnje.

Ključne besede

RPLC;mrtvi volumen kolone;teorije integralskih enačb;Wertheimova teorija;teorija replika Ornstein-Zernike;magistrska dela;

Podatki

Jezik: Slovenski jezik
Leto izida:
Tipologija: 2.09 - Magistrsko delo
Organizacija: UL FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Založnik: [D. Ribar]
UDK: 543.544.5(043.2)
COBISS: 162293251 Povezava se bo odprla v novem oknu
Št. ogledov: 121
Št. prenosov: 64
Ocena: 0 (0 glasov)
Metapodatki: JSON JSON-RDF JSON-LD TURTLE N-TRIPLES XML RDFA MICRODATA DC-XML DC-RDF RDF

Ostali podatki

Sekundarni jezik: Angleški jezik
Sekundarni naslov: Study of the principal retention mechanism in reversed-phase liquid chromatography
Sekundarni povzetek: This master's thesis explores the principal retention mechanism in reversed-phase liquid chromatography from two perspectives: an experimental comparison of various void volume determination techniques, and a theoretical statistical-mechanics study aimed at simplifying the highly complex separation mechanism. In the comparative analysis of different void volume determination techniques, we investigated three commonly used void volume markers (uracil, N,N-dimethylformamide, and phloroglucinol) along with deuterated acetonitrile, using liquid chromatography-mass spectrometry. Our findings suggest that the selected void volume markers exhibit parabolic retention patterns, which depend on the composition of the mobile phase. Additionally, we discovered that deuterated acetonitrile itself demonstrates retention-like behaviour in reversed-phase liquid chromatography. To achieve the minor disturbance method in a water:acetonitrile mobile phase, we used deuterated acetonitrile as the deuterated mobile phase component. Our investigation concluded that the void volume determined using this method agrees with the thermodynamically defined column void volume. A comparison of void volumes, obtained using void volume markers, revealed that the former underestimate the column void volume. We used deuterated acetonitrile retention data to calculate excess adsorption isotherms of acetonitrile. Furthermore, we concluded that utilizing deuterated water in a manner similar to deuterated acetonitrile does not yield favourable results with the minor disturbance method, due to extensive isotopic exchange, leading to an increase of the limit of detection, along with instrumental limitations of measuring low nominal masses. The theoretical study is divided into two parts: (i) by using the PROZA theory, based on Wertheim's integral equation theory for associating liquids, we constructed a model chromatographic stationary phase using a polymeric matrix of hard spheres, (ii) we used the replica Ornstein-Zernike theory to study the interactions between a binary fluid and the polymeric matrix. These interactions were modelled using a hard sphere and a hard sphere attractive Yukawa pair potential. Comparative analysis of results for an unpolymerized monomer solution and the polymer matrix suggests successful modelling of polymerization. Additionally, we successfully calculated adsorption isotherms at three fluid compositions for both model stationary phases. The main findings of the determination of column void volumes study present a thermodynamically concise method for determining the column void volume, based on the minor disturbance method. Results from the theoretical study suggest potential research avenues for investigating the limitations and applications of the developed theoretical model.
Sekundarne ključne besede: RPLC;column void volume;integral equation theories;Wertheim's theory;replica Ornstein-Zernike theory;Tekočinska kromatografija;Univerzitetna in visokošolska dela;
Vrsta dela (COBISS): Magistrsko delo/naloga
Študijski program: 1000375
Konec prepovedi (OpenAIRE): 1970-01-01
Komentar na gradivo: Univ. v Ljubljani, Fak. za kemijo in kemijsko tehnologijo, smer Kemija
Strani: 51 str.
ID: 19495809