عنوان
بررسي جداسازي تركيبات ايزومري (ساختاري و نوري) در طيف سنج تحرك يوني با استفاده از اصلاح گرهاي شيميايي در لوله رانش به منظور آناليز كيفي و كمي آن ها و افزايش قدرت تفكيك دستگاه
نويسنده اصلي
حريري، محمد
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
شيمي
مقطع تحصيلي
دكتري
چكيده
جداسازي تركيبات ايزومري يكي از چالش‌هاي اصلي در شيمي تجزيه است و روش‌هاي مختلف محدوديت‌هاي خاص خود را دارند. در فاز گازي، طيف‌سنجي جرمي روشي شناخته‌شده براي جداسازي و شناسايي يون‌هاست، اما توانايي محدودي در تفكيك ايزومرها دارد. در مقابل، طيف‌سنجي تحرك يوني (IMS) به‌عنوان روشي مؤثر براي جداسازي يون‌هاي گازي، به‌ويژه ايزومرها، مطرح شده است. اين تكنيك با ايجاد خوشه‌هاي يوني متفاوت از نظر جرم، بار و شكل موجب جداسازي يون‌ها مي‌شود و استفاده از اصلاح‌گر در ناحيه رانش با تشكيل خوشه‌هاي متفاوت ايزومري، جداسازي آن‌ها را تقويت مي‌كند. همچنين افزايش قدرت تفكيك دستگاه، نقش مهمي در بهبود ميزان جداسازي تركيبات در IMS دارد.
در اين رساله در تحقيق اول از اصلاح¬گرهاي الكلي براي جداسازي ايزومرهاي دي¬نيتروتولوئن استفاده شد. پارامترهاي مختلف از قبيل الكترون خواهي، گشتاور دو قطبي اصلاح¬گر و همچنين ساختار الكتروني نمونه¬ها و تاثير آن¬ها بر خوشه¬سازي بررسي شد و در نهايت اندازه¬گيري كمي با استفاده از روش¬هاي ريزاستخراج انجام گرفت. گشتاور دوقطبي اصلاح¬گر اثر بيش¬تري براي خوشه¬سازي نشان داد و همچنين تركيب پايدارتر از نظر انرژي الكتروني تمايل كمتري به خوشه¬سازي داشت. محدوه خطي منحني درجه¬بندي بين 50 تا 700 ميكروگرم برليتر به دست آمد و درصد بازيابي نسبي براي دي¬نيتروتولوئن¬ها در نمونه حقيقي در حدود 95 درصد گزارش شد.
در تحقيق دوم، تأثير اصلاح‌گرهاي الكلي و استونيتريل بر جداسازي ايزومرهاي نيتروآروماتيك بررسي شد. همچنين، رفتار خوشه‌هاي نمونه–اصلاح‌گر در طيف‌سنج تحرك يوني با لوله رانش، با تمركز بر اثر ساختار مولكولي، گروه‌هاي عاملي و عوامل ترموديناميكي مطالعه گرديد. براي تبيين جداسازي ايزومرها، حالت‌هاي مختلف خوشه‌سازي پيشنهاد و پايداري آن‌ها از طريق محاسبه انرژي آزاد گيبس (ΔG) و انتقال بار ارزيابي شد. نتايج نظري شامل مقادير CCS و پارامترهاي ترموديناميكي با داده‌هاي تجربي مقايسه شدند و توافق مناسبي، به‌ويژه در تعيين تعداد بهينه مولكول‌هاي اصلاح‌گر براي جداسازي مؤثر، نشان دادند. اين يافته‌ها اهميت همبستگي ميان پارامترهاي نظري و تجربي را در توصيف برهم‌كنش‌هاي يون–اصلاح‌گر در ناحيه رانش تأييد مي‌كنند.
در تحقيق سوم، اثر اصلاح‌گرهاي كايرال و غيركايرال بر جداسازي انانتيومرهاي كاروون در طيف‌سنج تحرك يوني بررسي و شرايط آزمايش بهينه‌سازي شد. در ميان اصلاح‌گرهاي مورد مطالعه، ترت-بوتانول بيشترين كارايي را نشان داد و جداسازي مؤثري بين انانتيومرهاي R و S ايجاد كرد. نتايج بيانگر نقش هم‌زمان گزينش‌پذيري، رفتار يونش و خوشه‌سازي يون‌ها در بهبود جداسازي بود. همچنين، آناليز كمي ايزومر S با روش DLLME انجام شد كه دامنه خطي 0.5 تا 5 ميكروگرم بر ميلي‌ليتر و بازيابي نسبي 90 تا 100 درصد را براي نمونه‌هاي واقعي نشان داد.
در تحقيق چهارم، بهبود قدرت تفكيك در طيف‌سنج تحرك يوني با لوله رانش به‌عنوان يكي از عوامل كليدي در افزايش قدرت جداسازي مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور، پارامترهاي مؤثر دستگاهي شامل ولتاژ و طول ناحيه رانش، پهناي پالس و همچنين شرايط منبع يونش تخليه كرونا در PCB-DTIMS بهينه‌سازي شدند. سپس شناسايي آلكيل‌آمين‌ها، دي‌متيل متيل‌فسفونات و انانتيومرهاي ليمونن بر اساس تحرك كاهش‌يافته و طيف جرمي انجام شد. نتايج نشان داد كه با بهينه‌سازي شرايط دستگاهي، قدرت تفكيك دستگاه در برخي موارد به مقادير بالاتر از 200 رسيده است كه بيانگر دستيابي به دستگاه طيف سنج تحرك يوني با تفكيك‌پذيري بسيار بالا در شرايط محيطي است.
شماره ركورد
237626
گرايش رشته تحصيلي
شيمي تجزيه
دانشكده
شيمي
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان