کاربرد تکنولوژی قالب زنی مولکولی در استخراج آنالیت های ریز مقدار از نمونه های بیولوژیکی و محیطی

کاربرد تکنولوژی قالب زنی مولکولی در استخراج آنالیت های ریز مقدار از نمونه های بیولوژیکی و محیطی

فرمت: PPT  تعداد صفحات: 47

مقدمه: یکی از زیر شاخه های مهم علم سم شناسی، سم شناسی تجزیه ای است در این زیر شاخه اهداف زیر دنبال می شود:

• کشف، شناسایی و اندازه گیری ترکیبات خارجی یا متابولیت های آن در نمونه های بیولوژیکی و محیطی
• ارزیابی تماس های تصادفی و غیر تصادفی افراد با مواد شیمیایی مختلف
• پایش داروهای تجویزی جهت درمان مسمومیت ها
• آنالیز سموم در مایعات بیولوژیکی مقتولین جهت کشف جرم
• تحقیق بر روی سرنوشت ترکیبات خارجی در بدن

شناسایی و اندازه گیری ترکیبات خارجی در نمونه های بیولوژیکی معمولا فرایندی چند مرحله ای  است که در 5 مرحله متوالی انجام می پذیرد، این مراحل بدین ترتیب هستند:

Sampling → Sample Preparation → Sepration → Detection → Data evaluation

 امروزه با افزایش تعداد آلاینده های شغلی، محیطی، دارویی، افزودنی ها و … نیازمندی به روش های تجزیه ای پیشرفته افزایش یافته است. اگر چه پیشرفت های اخیر در حوزه تجهیزات و وسایل جداسازی و تشخیص، دانشمندان سم شناسی تجزیه ای را قادر ساخته است که آنالیت های ریز مقدار را شناسایی و تجزیه نمایند، ولی از آنجایی که غلظت ترکیبات شیمیایی یا آنالیت های مورد نظر در مقایسه با غلظت سایر ترکیبات شیمیایی موجود در نمونه خیلی پایین است و نیز وجود ترکیبات مداخله گر در نمونه، جداسازی و تشخیص مستقیم آنالیت های موجود نمونه های بیولوژیکی و محیطی امکانپذیر نیست. جهت رفع این مشکل روش های آماده سازی مختلف توسعه یافتند. آماده سازی نمونه فرایندی است که طی آن ترکیب شیمیایی یا آنالیت مورد نظر از نمونه های بیولوژیکی و محیطی دارای ماتریکس پیچیده استخراج می شود.

Sample preparation: آماده سازی نمونه فرآیندی است که طی آن ترکیب شیمیایی یا آنالیت مورد نظر از نمونه های بیولوژیکی و محیطی دارای ماتریکس پیچیده استخراج می شود.

مزایای فرایند آماده سازی نمونه:

• جداسازی آنالیت مورد نظر از ترکیبات مداخله گر
• افزایش گزینش پذیری روش آنالیز با حذف ترکیبات شیمیایی مداخله گر
• تبدیل آنالیت به فرم مناسب جهت آنالیز دستگاهی
• تغلیظ آنالیت مورد نظر
• فراهم سازی امکان استفاده سیستم های معمول و غیر پیچیده آزمایشگاهی جهت تعیین مقدار آنالیت های ریز مقدار

معایب فرایند آماده سازی نمونه:

آماده سازی نمونه خسته کننده و زمان بر می باشد و طبق برخی از برآوردها بیش از 60 درصد از زمان آنالیز و در برخی از برآوردهای دیگر تا بیش از 80 درصد از زمان تجزیه را به خود اختصاص می دهد. امکان از دست دهی نمونه (LOSS) در طی مرحله آماده سازی نمونه وجود دارد.

بنابراین با توجه به معایب و مزایای ذکر شده، انتخاب یک روش آماده سازی مناسب تأثیر قابل توجهی بر زمان مورد نیاز جهت تجزیه، صحت و دقت نتایج، حفظ آنالیت در نمونه و …. دارد.

– Considerations for sample preparation selection:
– Sample matrix, sample type
– Analytes of interest
– Interferences or undesired components
– Concentration level
– Analytical Instrumentation
– Cost
– Equipment
– Chemicals (Solvent)
– Time
– Safety

انواع روش های آماده سازی رایج:

• Liquid-liquid Extraction
• Solid-Phase Extraction

Liquid-liquid Extraction:

در این روش معمولاً مقادیر مساوی از نمونه با مقادیر برابر از حلال آلی غیرقابل امتزاج طی یک دورة زمانی معین مخلوط می شود، تحت چنین شرایطی آنالیت مورد نظر از فاز آبی به فاز حلال انتقال  می یابد.

Solid-Phase Extraction:

به منظور رفع مشکلات فرایند استخراج مایع – مایع ، در اواسط دهه 1970 میلادی، تکنیک استخراج فاز جامد (Solid-Phase Extraction) ابداع گردید. در این تکنیک تغلیظ و استخراج آنالیت های موجود در نمونه برروی فاز جامد ( مواد جاذب ) انجام می گیرد. سپس با شویش آنالیت های جذب شده برروی ستون با استفاده از حلال مناسب، می توان جداسازی و تعیین مقدار را انجام داد .

مشکل اساسی اکثر جاذب های متداول SPE، گزینش پذیری کم و نامطلوب است، زیرا اکثر جاذب ها، آنالیت ها را تنها برپایه برخی از ویژگی ساده فیزیکو شیمیایی نظیر آب گریزی، از نمونه استخراج می کنند، بنابراین ترکیبات آلی با دامنه آب گریزی گسترده را به طور همزمان با آنالیت مورد نظر استخراج می کنند، استخراج همزمان در مواردی که غلظت آنالیت مورد نظر در مقایسه با ترکیبات مداخله گر خیلی پائین است یک مشکل اساسی به  شمار می رود، زیرا پس از استخراج همزمان، جهت جداسازی آنالیت مورد نظر از ترکیبات مداخله گیر به مراحل اضافی استخراج نیاز دارد که خود سبب از دست دهی آنالیت زیر مقدار آلوده شدن نمونه، جذب سطحی آنالیت بر دیواره ظروف و … می شود .

براین اساس تحقیقات گسترده ای با هدف توسعه جاذب های جدید با گزینش پذیری بالا و دور از مشکلات مذکور صورت پذیرفت که ماحصل آن توسعه ایمن و جاذب بود. در ایمن و جاذب ها استخراج آنالیت بر پایه تشخیص مولکولی (گروه های عاملی و شکل فضایی مولکولی) بوده و استخراج توسط آنتی بادی ها، آنزیم ها یا گیرنده ها بیولوژیکی انجام می گیرد.

اگر چه کاربرد این جاذب در SPE موجب استخراج گزینش پذیر برخی از ترکیبات دارویی و آفت کش ها از نمونه های بیولوژیکی و محیطی شد، ولی معایب عمده این روش که شامل:

• وقت گیر بودن تولید آنتی بادی ها
• هزینه بر بودن تولید
• مشکل بودن ساخت
• عدم پایداری در مقابل استرس های مکانیکی و شیمیایی

می باشد منجر به تلاش در ساخت مواد شبه آنتی بادی با نام پلیمرهای قالب مولکولی شد.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ شناسایی و اندازه گیری ترکیبات آلی فرار (VOCs) به وسیله گاز کروماتوگرافی و طیف سنجی جرمی

⇐ مروری بر روش های آماده سازی نمونه با تاکید بر استخراج از طریق فاز جامد

⇐ روش های پیشرفته آزمایشگاهی در آنالیز آلاینده ها