استخراج و تعیین مقدار گروهی از ترکیبات آلی فرار با روش میکرواستخراج فاز جامد از فضای فوقانی- کروماتوگرافی گازی در نمونه های چای و سبزیجات

فصلنامه کیفیت و ماندگاری تولیدات کشاورزی و مواد غذایی

دوره 1، شماره 2، آذر 1400، صفحه 54-69   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/qafj.2021.1944457.1017

نویسندگان

محبوبه دهقانی¹؛ مریم کاظمی پور^{* 2}؛ مهدی انصاری³؛ مهدی شهیدی زندی⁴

¹دانشجوی دکتری، گروه شیمی تجزیه، واحد کرمان، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمان، ایران

²استاد، گروه شیمی تجزیه، واحد کرمان، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمان، ایران

³استاد، گروه کنترل دارو و غذا، دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی کرمان، کرمان، ایران

⁴دانشیار، گروه شیمی تجزیه، واحد کرمان، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمان، ایران

چکیده

در این پژوهش، یک جاذب کامپوزیتی از پلی پیرول، نانولوله های کربنی چند جدارۀ اصلاح شده و کربن فعال اصلاح شده حاصل از پوستۀ سخت فندق، به روش الکتروشیمیایی سنتز و از آن برای تجزیۀ گروهی از هیدروکربن های آروماتیک فرار در نمونه های چای و سبزیجات استفاده شد. بهینه سازی پارامترهای مؤثر بر فرآیند پوشش دهی فیبر و هچنین پارامترهای مؤثر در مرحله واجذبی آنالیت ها به روش کلاسیک و مرسوم تغییر یک متغیر در یک زمان (OVAT)، انجام شد. بر اساس نتایج حاصله پتانسیل پوشش دهی 1 ولت، زمان پوشش دهی 1000 ثانیه، دمای واجذبی 280 درجه سانتی گراد و زمان واجذبی 5 دقیقه بعنوان مقادیر بهینه در نظر گرفته شدند. برای بهینه سازی پارامترهای مؤثر در مرحله استخراج از طراحی آزمایش استفاده شد که در نهایت دمای استخراج 25 درجه سانتی گراد، زمان استخراج 30 دقیقه و مقدار نمک 10 درصد بدست آمد. در روش پیشنهادی، منحنی کالیبراسیون بدست آمده برای نفتالن در محدودۀ غلظتی 8-5/0 میکروگرم بر لیتر، برای فلورن و فنانترن در محدودۀ غلظتی 15-2 میکروگرم بر لیتر و برای آنتراسن و پایرن در محدودۀ غلظتی10-2 میکروگرم بر لیتر خطی بود. در شرایط بهینه، حدود تشخیص برای آنالت های هدف 9/0-06/0 میکروگرم بر لیتر بود و تکرارپذیری (%RSD)، روش در محدودۀ 6/8-5/0 متغییر بود.

کلیدواژه‌ها

جاذب کامپوزیتی؛ نانو لوله های کربنی؛ میکرواستخراج فاز جامد؛ کروماتوگرافی گازی؛ هیدروکربن های آروماتیک

مراجع

1- Arthur CL, Pawliszyn J. Solid phase mi-croextraction with thermal desorption usi-ng fused silica optical fibers. Analytical chemistry. 1990;62(19):2145-2148.

2- Aziz Zanjani MO, Mehdinia A. Electro-chemically prepared solid-phase microext-raction coatings-a review. Analytica chim-ica acta. 2013;781:1-13.

3- Ghaemi F, Amiri A, Yunus R. Methods for coating solid-phase micro extraction fibers with carbon nanotubes. TrAC Tren-ds in Analytical Chemistry. 2014;59:133-143.

4- Pawliszyn J. Handbook of solid phase microextraction. Elsevier. 2011.

5- Asadollahzadeh H, Noroozian E, Magh-soudi S. Solid-phase microextraction of phthalate esters from aqueous media by electrochemically deposited carbon cnano-tube/polypyrrol composite on a stainless steel fiber. Analytica Chimica Acta. 2010; 669(1-2):32-38.

6- Amanzadeh H, et al. Determination of phthalate esters in drinking water and edible vegetable oil samples by headspace solid phase microextraction using graph-ene/polyvinylchloride nanocomposite coat-ed fiber coupled to gas chromatography-flame ionization detector. Journal of Chro-matography A. 2016;1465:38-46.

7- Conti R, et al. At-line characterisation of compounds evolved during biomass pyrol-ysis by solid-phase microextraction SPME-GC-MS. Microchemical Journal 2016;124: 36-44.

8- Ke Y, et al. Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in leather products using solid-phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrum-etry. Microchemical Journal. 2014;112: 159-163.

9- Zhao S, et al. Electrochemical prep-aration of polyaniline-polypyrrole solid-phase microextraction coating and its app-lication in the GC determination of several esters. Talanta. 2013;117:146-151.

10- Sun M, et al. CNT-TiO₂ coating bon-ded onto stainless steel wire as a novel solid-phase microextraction fiber. Talanta. 2013;114:60-65.

11- Stanisz E, Werner J, Matusiewicz H. Task specific ionic liquid-coated PTFE tube for solid-phase microextraction prior to chemical and photo-induced mercury cold vapour generation. Microchemical Jo-urnal. 2014;114:229-237.

12- Li QL, et al. In situ hydrothermal gro-wth of ytterbium-based metal-organic fra-mework on stainless steel wire for solid-phase microextraction of polycyclic arom-atic hydrocarbons from environmental samples. Journal of Chromatography A. 2015;1415:11-19.

13- Li C, Shi G. Synthesis and electroc-hemical applications of the composites of conducting polymers and chemically conv-erted graphene. Electrochimica Acta. 2011; 56(28):10737-10743.

14- Amanzadeh H, Yamini Y, Moradi M. Zinc oxide/polypyrrole nanocomposite as a novel solid phase microextraction coating for extraction of aliphatic hydrocarbons from water and soil samples. Analytica Chimica Acta. 2015;884:52-60.

15- Sarafraz Yazdi A, et al. Headspace solid phase microextraction of volatile aromatic hydrocarbons using a steel wire coated with an electrochemically prepared nanocomposite consisting of polypyrrole, carbon nanotubes, and titanium oxide. Mi-crochimica Acta. 2015;182(1-2):217-225.

16- Kazemipour M, Behzadi M, Ahmadi R. Poly (o-phenylenediamine-co-o-toluidi-ne)/modified carbon nanotubes composite coating fabricated on a stainless steel wire for the headspace solid-phase microex-traction of polycyclic aromatic hydrocar-bons. Microchemical Journal. 2016;128: 258-266.

17- Flores-Cano J, et al. Overall adsorption rate of metronidazole, dimetridazole and diatrizoate on activated carbons prepared from coffee residues and almond shells. Jo-urnal of environmental management. 2016; 169:116-125.

18- Nazari G, Abolghasemi H, Esmaieli M. Batch adsorption of cephalexin antibiotic from aqueous solution by walnut shell-based activated carbon. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 2016;58:357-365.

19- Kazemipour M, et al. Removal of lead, cadmium, zinc, and copper from industrial wastewater by carbon developed from wal-nut, hazelnut ,almond, pistachio shell, and apricot stone. Journal of Hazardous Mater-ials. 2008;150(2):322-327.

20- Singh N, Balomajumder C. Simultan-eous removal of phenol and cyanide from aqueous solution by adsorption onto sur-face modified activated carbon prepared from coconut shell. Journal of water pro-cess engineering. 2016;9:233-245.

21- Abdel-Shafy HI, Mansour MSM. A review on polycyclic aromatic hydrocar-bons: Source, environmental impact, effect on human health and remediation. Egy-ptian Journal of Petroleum. 2016;25(1): 107-123.

22- Bagheri H, Babanezhad E, Eshaghi A. An aniline-based fiber coating for solid phase microextraction of polycyclic arom-atic hydrocarbons from water. followed by gas chromatography-mass spectrometry. Journal of Chromatography A. 2007;1152 (1-2):168-174.

23- Cacho JI, et al. Use of headspace sorptive extraction coupled to gas chrom-atography-mass spectrometry for the ana-lysis of volatile polycyclic aromatic hydr-ocarbons in herbal infusions. Journal of Chromatography A. 2014;1356:38-44.

24- Rahimi M, Noroozian. Frits coated with nano-structured conducting copoly-mer for solid-phase extraction of policy-clic aromatic hydrocarbons in water sam-ples and liquid chromatographic analysis. Talanta. 2014;123:24-32

25- Callao MP. Multivariate experimental design in environmental analysis. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2014;62: 86-92.

26- Mousavi L, Tamiji Z, Khoshayand MR. Applications and opportunities of ex-perimental design for the dispersive liquid-liquid microextraction method-A review. Talanta. 2018;190:335-356.

27- Bezerra MA, et al. Response surface methodology (RSM) as a tool for optimiz-ation in analytical chemistry. Talanta. 2008;76(5):65-77.

28- Bagheri H, Mir A, Babanezhad E. An electropolymerized aniline-based fiber coating for solid phase microextraction of phenols from water. Analytica Chimica Acta. 2005;532(1):89-95.

29- Li J, Xu H. A novel polyaniline/poly-pyrrole/graphene oxide fiber for the dete-rmination of volatile organic compounds in headspace gas of lung cell lines. Talanta. 2017;167:623-629.

30- Behzadi M, Mirzaei M, Daneshpajooh M. Carbon nanotubes/poly-ortho-aminoph-enol composite as a new coating for the headspace solid-phase microextraction of polycyclic aromatic hydrocarbons. Analyt-ical Methods. 2014;6(23):9234-9241.

31- Jia-Jian D, et al. Controllable Growth of Nanoporous Metal Oxide Composites on Nickel-Titanium Alloy Fibers for Solid-Phase Microextraction of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons. Chinese Journal of Analytical Chemistry. 2017;45(11): 1662-1668.

32- Wei S, et al. Fabrication of a polymeric composite incorporating metal-organic fra-mework nanosheets for solid-phase micro-extraction of polycyclic aromatic hydrocar-bons from water samples. Analytica Chi-mica Acta. 2017;971:48-54.

33- Yazdi MN, Yamini Y, Asiabi H. Mult-iwall carbon nanotube-zirconium oxide nanocomposite hollow fiber solid phase microextraction for determination of poly-aromatic hydrocarbons in water, coffee and tea samples. Journal of Chromatography A. 2018;1554:8-15.