۴-جذب و واجذب تکرار پذیر داشته باشد.
۵-فاز جاذب جامد خالص بوده و ناخالصی نداشته باشد.
۱-۹-۵ مواد جاذب برای استخراج فاز جامد

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

این مواد به سه دسته تقسیم بندی می شوند:
۱-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 اکتادسیل^[۱۵](C₁₈) است. این جاذبها معمولاً مشکلاتی دارند بعنوان مثال در pHهای ۸-۲ ناپایدارند و یا اینکه باقیمانده گروه های سیلانول^[۱۶] 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 گروه های سیلانول آزاد را معمولاً با گروه های متیل مسدود می کند.
۲- 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.
۳- کربن (گرافیت): این مواد جاذب شامل شکلهای مختلف کربن مانند کربن سیاه گرافیتی^[۱۷] (GCB) و کربن متخلخل گرافیتی^[۱۸] (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 همکاران^[۱۹]۲۰۱۰) 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.
۴-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، ۱۹۹۹).
انواع روش های 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 مولکولی^[۲۰] (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 بهره گرفتن از پلیمرهای قالب مولکولی به روش پیوسته و جفت شدن این سیستم با سیستم کروماتوگرافی مایع صورت گرفته است (مالت و همکاران^[۲۱]،۲۰۰۴ ؛ واتابه و همکاران^[۲۲]،۲۰۰۴). 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 همکاران^[۲۳]،۲۰۰۱ ؛ زینگیانگ و همکاران^[۲۴]،۲۰۱۲) ، مایعات زیستی (خون ، ادرار ، سرم)(سارونگ می و همکاران^[۲۵]،۲۰۱۱)، موادغذایی(کارولینا و همکاران^[۲۶]،۲۰۱۲)، بافت های حیوانی(یان شی و همکاران^[۲۷]،۲۰۱۱)و…. می توان انجام داد.
فصل دوم
پلیمرهای قالب مولکولی
۲-۱ پلیمر قالب مولکولی^[۲۸] (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 ۱۸۹۴ توسط امیل فیشر^[۲۹] 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 ۲- ۱ 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 به منظور 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 پولیاکو^[۳۰] بر می گردد که در سال ۱۹۳۱ 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،۱۹۳۱).
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 می­ شود که بعدها این تئوری در پلیمرهای قالب مولکولی به کار گرفته شد(هیوس و همکاران^[۳۱]۲۰۰۲).
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 همکاران^[۳۲]،۲۰۰۰). اهمیت دیگر پلیمرهای قالب مولکولی, اندازه‌گیری داروها، سادگی این روش‌ها و امکان اتوماسیون روش‌هاست.(کای وگاپتا^[۳۳]،۲۰۰۴)
همچنین تحقیقاتی روی پلیمرهای آلی قالب مولکولی شده صورت گرفت به دو گروه از دانشمندان بنام کلاتز^[۳۴] و ولف^[۳۵] در سال ۱۹۷۲ 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(تاکاگیشی^[۳۶] و کلاتز،۱۹۷۲) 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 سرحان^[۳۷]،۱۹۷۲).
۲-۱-۱ ویژگیهای پلیمرهای قالب مولکولی

1. 1. تهیه آنها بسیار آسان بوده و با هزینه و زمان کم امکان پذیر است.

1. 1. پایداری خود را در برابرگرما،فشار و عوامل شیمیایی مختلف حفظ می کنند.

1. 1. در عملیات مکرر بدون از دست دادن فعالیت خود قابل استفاده هستند.

1. 1. استحکام مکانیکی بالایی دارند.

1. 1. امکان نگهداری آنها برای مدت طولانی وجود دارد بدون اینکه تغییری در خواص فیزیکی و شیمیایی آنها ایجاد شود.

1. 1. گزینش پذیری بسیار بالایی نسبت به مولکول هدف از خود نشان می دهند.

1. 1. برای مولکول های زیستی می توانند استفاده شوند.

1. 1. این پلیمرها را می توان بسته به کاربردشان در شکلها و روش های مختلف تهیه کرد.

۲-۲ مراحل فرایند قالب بندی مولکولی
بطور کلی اساس قالب بندی مولکولی شامل سه مرحله است:

1. 1. تشکیل کمپلکس اولیه یا پیش پلیمر بین مولکول هدف و مونومر عامل (برهمکنشهای بین مولکول هدف و مونومر عاملی)

1. 1. پلیمریزاسیون کمپلکس مولکول هدف- مونومر عاملی در حضور عامل اتصالات عرضی

1. 1. خروج مولکول هدف از شبکه پلیمر

شکل(۲-۲) مراحل پلیمر قالب بندی شده را نشان میدهد.
شکل ۲- ۲ تصویر شماتیک از فرایند پلیمر قالب مولکولی
۲-۳ برهمکنشهای بین مولکول هدف و منومر عاملی
قالب زنی مولکولی فرآیندی است برای سنتز موادی که دارای سایت های تشخیص ویژه برای مولکولهای کوچک اند. فرایند با مولکول هدف مورد نظر شروع می شود. مولکول هدف دو کارکرد دارد: اول یک شیئ سه بعدی است که اطراف آن می تواند یک حفره درون پلیمر تشکیل شود. دوم گروه های عاملی روی مولکول هدف می توانند در بسیاری از موارد گروه های عاملی مونومرها را از پیش آرایش(برهمکنش) دهند. این باعث می شود که مونومرهای عاملی با جهت گیری خاصی که مکمل مولکول هدف است وارد شبکه پلیمری شوند.
روش های مختلف برهمکنشهای بین مولکول هدف و مونومر عاملی عبارتند از: کوئوردیناسیون یون- فلز، نیمه کووالانسی، کووالانسی و غیرکووالانسی. اختلاف بین این روشها اساساً در آرایش و آماده سازی اولیه مولکول هدف و مونومرهای عاملی پیش از پلیمریزاسیون می باشد(پیلتکسی و ترنر^[۳۸]،۲۰۰۶).
از بین روش های ذکر شده روشی که ساده و مؤثرتر باشد مورد استفاده قرار می گیرد که دو روش آخر بیشتر مورد توجه هستند. اساس این روشها بر پایه بر هم کنش های کووالانسی و غیرکووالانسی بین مولکول هدف و مونومرهای عاملی است . این برهمکنش ها در میزان گزینش پذیری پلیمرهای قالب مولکولی موثر است همچنین انتخاب دقیق مونومر عاملی هم عامل دیگری در میزان بر هم کنش می باشد.