Polimery z odciskiem molekularnym na bazie liniowej polietylenoiminy w oznaczaniu śladowych ilości szkodliwych związków organicznych

Abstract

Rozprawa doktorska dotyczyła opracowania materiałów z odciskiem molekularnym (MIPów) opartych na liniowej polietylenoiminie (LPEI) jako selektywnych sorbentów do oznaczania 2,4-D, 2,4,5-T, pikloramu i diklofenaku w próbkach wodnych. LPEI funkcjonalizowano różnymi grupami chemicznymi, a następnie sieciowano w obecności cząsteczki wzorcowej. Wykazano, że dopasowanie charakteru grup funkcyjnych do struktury analitu decyduje o pojemności adsorpcyjnej i selektywności materiału. Najwyższą pojemność uzyskano dla MIPu modyfikowanego grupą butylową wobec 2,4,5-T (685 mg g-1). Materiały scharakteryzowano metodami spektroskopowymi, chromatograficznymi, mikroskopowymi i termicznymi, a ich właściwości oceniono na podstawie izoterm, kinetyki, termodynamiki, wpływu pH, selektywności i regeneracji. Połączenie MIPów z FAPA-MS umożliwiło bezpośrednie zatężanie i oznaczanie analitów bez rozdzielania chromatograficznego, obniżając granice detekcji i zwiększając czułość około 100–200 razy. Badania próbek środowiskowych potwierdziły wysokie odzyski, dobrą precyzję oraz potencjał materiałów w szybkiej analizie śladowych zanieczyszczeń organicznych.

The doctoral dissertation focused on developing molecularly imprinted polymers (MIPs) based on linear polyethyleneimine (LPEI) as selective sorbents for determining 2,4-D, 2,4,5-T, picloram, and diclofenac in water samples. LPEI was functionalized with different chemical groups and then cross-linked in the presence of a template molecule. The results showed that matching the functional groups to the analyte structure governs adsorption capacity and selectivity. The highest capacity was obtained for a butyl-modified MIP toward 2,4,5-T (685 mg g-1). The materials were characterized using spectroscopic, chromatographic, microscopic, and thermal techniques, while their sorption properties were evaluated through adsorption isotherms, kinetics, thermodynamics, pH effects, selectivity, and regeneration studies. Combining the MIPs with FAPA-MS enabled direct analyte preconcentration and determination without chromatographic separation, lowering detection limits and improving sensitivity by approximately 100–200 times. Tests on environmental samples confirmed high recoveries, good precision, and the potential of these materials for rapid trace analysis of organic contaminants.