new techniques for sample preparation

36
Division for Chemistry Department of Analytical Chemistry Karlstad University Studies 2005:24 Zeki Altun New Techniques for Sample Preparation in Analytical Chemistry

Upload: zahid-wajdan

Post on 04-Jan-2016

11 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

New Techniques for Sample Preparationfor higher and advance level and research purpose

TRANSCRIPT

Page 1: New Techniques for Sample Preparation

Division for Chemistry

Department of Analytical Chemistry

Karlstad University Studies

2005:24

Zeki Altun

New Techniques for

Sample Preparation in

Analytical Chemistry

Page 2: New Techniques for Sample Preparation
Page 3: New Techniques for Sample Preparation
Page 4: New Techniques for Sample Preparation

3

������������06� �6� 6�����+����+.� ���-+��� ��������� 0��.+���� 0��������������*� ���0�+.������4+���4����+��� ���7�� ����� � �+6� 4�� ���8� ���+����� ����+0 �+.��� ���+���+0�7��+.����� ����06� �6� 6�����+�0 ��+����*� �7+�������- ��+�6�+��� �.�������+0���+��+#�� ��+�6��7��+�� � ���+����� 0�����+�����06� �6� 6�����+���0 �������7�#���+�7�6������� 4�� ���8� �.+����06� �6� 6�����+���������- ��+ �� ��+#�� ��+���8�������+0��+7��6���9�/:����7������+0��+7��6���9;/:�����- �� � �+6 �������+ <������+���6��� ������7 �9�15�:������ 4��+���#6��� � <������+�9�51:�� ���8� ���������0�������= ��������- �.��������+0�� ������15���66�+<�0�� ���!�07�+.��+�- ��0�� ���������� �� ����+���7�����7�������7 �9!��#����>�:������6��7����06� �6� 6�����+���� ��6��� �+��� �6��� ��- ���1�������+�+.��� �� ���8� �4����+ �-���� �� � �0����+�+.��+������ ��� ���������0��6���0����06� �����7��15��+#�� �4�����/������� 0�0�����6 ���+0 ����9��#��:���15���+ �� ���+������+��06� ��4���.��������+0�� ������� �#�6�+.��� ���06� ���++��+ �0��� ����������+������ ���� �+.�6���0����06� ���� ���0 �6��7�+.��+�- ���+����- ��� ��.+���-+���!��� <������+��- .+� ����4���������� ������.���� ����0�+.������4+���4����+���� �� ���06� �6� 6�����+����+�7�6����*+��+���������6+��-� �6�6 �� ���6��4 � �6��� ��4������6��7�+.�6+�+���6+��0 ��0++�����������06� ����+�- �����4 � ��� ��� �����+ ���+�4����%'#4 ���6��� ������/#��#����2� ��+��+���� �����0��6���0�����4�� ����06� ��4����� �����0+� ����-���� ����%'#6��� �4������� �����4+�0��� �����������������������

Page 5: New Techniques for Sample Preparation

4

���������� ���������/ � �� �+����� ���& � �=+-����+-����+����� ��*5� �� +�� �*��6�+�6��� �&��� &������ ��������� �/�� 1������������/$� ?������������/!$� ?���� �����������/���� /�����, 6 � ������ ��/1/� /�6�������1� ���+���+0��+7��6���, �� , +<���-+��� ��������1;,��� 1���� �;���+��,�0 ��������� �1��� 1� ���+�6�����+�=���+�;/� ;���/��+0��+7��6���;��� ;��������� ��������� ���,�� � ��,��0 � ������� �� �������������@� A � ��+�B���+���/� ��8����/��+0��+7��6�����1� ��8���#��8����1<������+��15�� ����+�1<������+���5��� ������7 �� ?C� � ���+����� ������6 ���+0 ������#��� *�� 0�������6 ���+0 ����5,��� 5+����0 �������+<� �A �� A�-+��� ��������A5#�/� A � �� �#5��� ���8����/��+0��+7��6����&�1� �����&����+�-��� �1<������+��5,1� �+���#5��� �,��0���1<������+��51� �+���#5��� �1<������+��5�1� �+���#5��� �����+ <������+��A�� � � �� ��A ����+��+��+��7���� A � ��+�*�0 �� ��� ������� ���� A � ��+�*�0 �A ��� ������� �D� �����D�+� ���������� �

Page 6: New Techniques for Sample Preparation

5

��������� ���

��� ��������� ��������������� ������� ������������������������ !��"�������!�����#������$���������%�& � �"���������'������� ��������� ����#� ����(�"����#��"����"�# ��)���������*�!����� !��"�������!�+,��� "�������� ����" ���$���+��0 ���-� �#A ��0��� ����������������;��&�+0- �7��������������������"%�9����:�!�$$#!�%"������� ������- *�,� ��������"�# ��� �������.�/�%#� ����� ��������������� ������� ������������ ������ ����#������$����������%�& � �"����������0�#������������#���� ��! ������(�"����#��"����"�# ��)������ ����% ��!��� ����� ��1���������% %��%��$�� ����������+��0 ���-� �#A ��0���������;��&�+0- �7�������������������$!"�9����:�!�%#!"�������� ����������� �������"�# ��� ��������,!����!����)��������#�!��� �!����#�� ���#�" ��������������� ��#�����23%,��.�4����� ��� ��23%5 ##��#�� $�� ��������������;��&�+0- �7�����+��0 ���-� �#A ��0����-0��� ���+������������������9����:�����������������

Page 7: New Techniques for Sample Preparation

6

,��# ���� ��� ����

!����+�����+��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������(�!�!���06� �5� 6�����+������������������������������������������������������������������������������������������������(�!�!�!��+���#5��� �1<������+�9�51: ������������������������������������������������������������������������� (�!�!�!�!���06� �5�+� ���7����51���������������������������������������������������������������������$�!�!�!���/+06+����A � ��+����51�������������������������������������������������������������%�

!���*� �������06� �5� 6�����+ ���������������������������������������������������������������������������!��!�"�����+ <������+���5��� ������7 �9�15�: ���������������������������������������������������!!�!���� ��������� �&�� ��5+�+���5+��0 ���++�������������������������������������������������!��!�����8����/��+0��+7��6���9�/: ����������������������������������������������������������������������������!��!�'�������6 ���+0 ����9��:�������������������������������������������������������������������������������������!"�!�(���06� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������!��!�(�!��+������ ��� ������������������������������������������������������������������������������������������������!��!�(���A+��+���� ����?�+0+��� ������������������������������������������������������������������������!'�

��*� ���0�+.�*����2+�������������������������������������������������������������������������������������������������!(�"�A ���������,�������+� ���������������������������������������������������������������������������������������������!$�"�!��15��/+��� ����+� �����������������������������������������������������������������������������������������!$�"���� ��+��, � �+60 ��95�6 ����������:����������������������������������������������������������!$�"���!�*� ��+�- ���������������������������������������������������������������������������������������������������������!%�"�����*� �2����7��+�� �������������������������������������������������������������������������������������������"���"�*� �1����+��+�� � ������������������������������������������������������������������������������������������"�

"�"�/����#+� � �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������"���C�7����06� �*��+�7�6�����7��++�������5��� ��*�6��95�6 �����: ��������"���!�*� �5� 6�����+�+.�5+�+���5+��0 ���++����� �����������������������������������������"��������� ����+.�5+��9;��#1;,��#&��:��++������.+��5�6 �� �*�6� �����"�������06��7 ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������'�"���'�� � ������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������(�

��/+�����+���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������%����+4� �7 0 �����������������������������������������������������������������������������������������������������������"��A . � � ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������"!�

Page 8: New Techniques for Sample Preparation

7

6�������������

��

6$6���"�# ��� ��������

������ ��4� ��� ������ ��+.��� � ����� �6� � �����+06� <�0����� ��+.��.+�� <�06� �� ���+0 ����+��-�+�+7�����+��7����� ���06� ������������+�������-� �.+����� ������+�����+���+��� ����������������0 ����*� ���06� �6� 6�����+�- �+0 �����06+������� 6����� �����������6�+� ������06� �6� 6�����+������ �� �� ��+.��� 6��� 8��� ���+�����.+�0�����06� ��+���.+�0������-� �.+�����������*� �.��� �������6�+� ��� ����- ��+ ���� �0+� �8��������� ���������4����- ��+06� � ���*����6�+� ��� �0����- ���7����� 6�+����-� ����4���+����66� ���-� ��+���+.��� ������ �������� �����06� �6� 6�����+�0 ��+����+������+�� ���0��0�0��0- ��+.�4+���7��� 6���- � �����+�� ����- � ���+0 ������.�� �������- � �++0�����E!F��B���� �������� ��0- ��+.���06� ��7�+4����7�#���+�7�6������.��������+0�� ������������� ���8� ��- �+0 ��� 8��� ���/+00+����� ����06� �6� 6�����+�0 ��+�������� ���8���#��8���� <������+�9��1:���+���#6��� � <������+�9�51:�����+���#6��� �0���+ <������+�9�5�1:����

6$6$6���#�%�!�� �����������������

���8���#�+���� <������+�+������������+.� ����� ���+���#6��� � <������+�9�51:������ �0 ��+���� ��.+���+� �����+������+����+�+.����7 ������� �����7����+������66+�����51�����+������ �0+����+00+����� ����06� �6� 6�����+�0 ��+����0����� ���+.��� 0������������7���������� ���+0 �������6���0�� ��������66������+��E�F���51�4������������� � �+6 ������+06� 0 ��+��� 6��� 0 ��.+����1���+0 �6�+-� 0��� ��� ���+���1��� ��������������-+���� ��� ����..�������+����+0�� �����+��0 ��� ����� ������7 ��+��0 ��+.���7�#6�������+�� ���E�#�F����*� �.����������������66������+�+.��51������ ���+��� �- ���+.�0���+4� �7 ����� � �����!%����E�F����7�����+������ ��6��� ��4����!���#!����7�+.�7�������������� �����-+��&����� ��������+��� ��+�7����0�� �������06� ������<�4�� ��6�����+��� �?��+�A�� ��E'F��*� �������4���6 �.+�0 ��.+���� �� � �0����+�+.����� ���+����� �����+�+�������� � �4�� ������� ��� ������ �� ��� � �+60 ��+.��51�����+����� ��4���� 4�.+�0������� 4�6��� ��4������.. � ���� 0����� ��E"F��*� ��������7 �.+�0������ ��+������ �0+���6+6�����.+�0����E�F������6������+�������+�+.��� ��������7 �� ��� ������+4���B�7�� �!�����

Page 9: New Techniques for Sample Preparation

8

Figure 1. Schematic diagram showing a typical SPE cartridge.

�*� �� ��� ��+������+.���+6 �����7 �-��� ���+����7����+�- ��6��� ��- �4 �.�������51��������7 ���� �������-� �����= ���+����7�.�+0�"��07��+�!��7�+.��+�- ��4������ �!���07��+�����07��+�- ���������7 ��0+���4�� ����� ���*� �0+����+00+����� ��6����7�0�� �������� �������#-�� ��4������ 0�������-+� ��0�� �����������7������+��#��� ��6+��0 ��������������� #������- = ����6+��0 ��������� ���B���� ����+� ��0��� ����� ��+.�0 0+��� .. ������ ��51��������7 ���� ��� ��+���+� ���� � .+� ��� ��+�- �������+�- ��� �6���������+.�� ����� ����+4�8�����������

6$6$6$6���"�# ����� �����������

�����6������+���#6��� � <������+���+�� ��.+���6�+� ���7��� 6���B�7�� �������� �.������� 6��� ��+�- ������+����+ ��4����"#��- ���+��0 ��+.����+�� ���+�� 0+� ��06����� ����� ��� �� 6�+����-� �� � ��+�+.������ ���*� �� �+���� 6�����66������+�+.��� ���06� ��+����+����+�7���� � <������+�� ��� ��*������ 6����.+��+4 ��-������7������ ��7�+.��� ��+�- ��.�+0��� �. � � ��4���+����+��7��� ������ ���B��������� ������ ��+.��� � ����� � ��� ��.�+0��� ��+�- �����7������+7��+�� ��E������(F���

Page 10: New Techniques for Sample Preparation

9

�Figure 2. The four processing steps in the operation of SPE experiment.

�*� �6���0 � ���� ����-�7��� �6�+� ���7��� 6�����51��� ����+���7��+��� ��� +� ������6����6� ��+.���8�������+0��+7��6���9�/:�E"�����(F�����

6$6$6$4� �"�������' � �����������

����51�� 6�����+����-�� ��+��� �� � ���� �������-���+�+.������ ��- �4 ��� ��+����6����7�0�� ����������8����0+-�� �6��� ��*� � ��� ���.. � ���51�� � ������� ������� �������.�����+�+.��� � ����-�� ��+��� ���6 �+.�������-���+��66�� ������ � <������+�E�F��*� ��+0����7�� � ������������ � �� �#6��� ��51��C � ���� ������+����6��� ��������������������6� � ��4������ 0�������-+� ����������������.����+���7�+�6��+�+��� ����.�� ��/!$���������+0��� ��-���/$��������������+��� �� <� ��� ����*� �6����7�0�� ��������/�9� �!��:�����51��� �-����������� ���0 � <� 6��������� ��6� � ���� ����7 �����51���+���+�7�����+�� ���4����.�+4����+�7���� ��+�- ��-��7��������-���.+���8� +������+�� ������+�����06� �������7��������0�����+00+��� 06�+� ���*� �� � ��+�+.������ ��+�+��� � ��+�- �������� �6��0�������+�����+6�+-����� �����+���*+� ��� ������ ��.�+0��� � ��+�- ���+#6+�����+�� ����� ��� ����B+������� ��������� �����7 ��4� ����+����+��+� <���7 ��51����- ��� ���*� �� � ��+�0 �����0����6��0������-�� ��+� � ���+���������������+�- �4 �����7 ������� ���������7 ��.����+���7�+�6��+��� ����.�� �+.��� ��+�- ���*+� ��� ������ ��+.��� � �������+����+�����7���6C������ ��� �� ������= ���� �.����+���7�+�6�+.��� ��+�- ��+�� ������= ���� �����7 ������� ������� ������ ����� ������ ����+��+�� ��4������7���+������ 7�������� ���+� ��� ��� ��+06+�����

Page 11: New Techniques for Sample Preparation

10

6$4�,� ��������"�# ��� ��������

�A � ���� ������� ���06� �6� 6�����+��� ��.+����+��+4��+�0�������= ��� �6�+� ������� �� ��� ���06� ����+�7�6������ �� � ���� ��+�- ������+#�� ��+�6� ��� ���06� �6� 6�����+�������+�� � ���+����� 0��E������(#!�F����*� �.�������� 06����+�0�������= ��� �6�+� ������6�+��� ���7����06� ����+�7�6���4 � ��+ �4������ ����+�����+�+.� 4�.+�0�������������51�������E!!F��6�6 �� ���6��E!!#!�F���+��0��4�����7����� 0��E���!"#!'F����0����#4 ���6��� ��E!(F��B���� ���0�������=���+�� ���� ����� � �+60 ��+.� 4�0���+ <������+�� ���8� ����+0 � <�06� ��+.� 0 �7�7� 4�� ���8� ��4����- �7�� �� � ����+���#6��� �0���+ <������+�9�5�1:����6� � ������ �0+����+00+����� ��0���+ <������+�� ���8� �E!$#�!F�����5�1���.�� �#�������.�-� ��+�� ��+��� �+����� �4�������66�+6���� ������+����6��� ������ ��.+����06��7���2� ��� ������+����6��� ����6��� �����+�����4������ ���06� �0����<���6������+�7�+.��� ������ ��- �4 ��� �6��� ����� ��6��� ��*� �.�-� ������ �6��� ������ ��� ��+.���;/��G ��+��.+����� ���� �+�-��+��*� � <������+� ..��� ���+.��5�1�� 6 ���+����0- ��+.�.���+����������� <������+���0 ���7�����+����06� �6C��������+� �����+����� 06 ����� ���5�1� �-� �� <������+����6� #�+� �����+�+.������ ��.�+0�7�� +������8��������+������06� ������+���#6��� ����0��� <������+�9�5,1:������� ���8� �4����������= ��������� ����� �� �� �+.���7�����7�������7 �.+����06��7�E��#�"F��*� ����� �4����+.��� � �� �����+�� ��4����6+����0 �������+<� �95,��:����!�H�������� �����-+���������+����6��� ��*� ����0�����06��7����6 �.+�0 ��-��6����7����6����7���.�< ���+��0 �+.��� ���06� �.+�����66�+6���� ��0- ��+.���0 ���*� ����+�- ������� ���� ��� �� �+� � ��-��� ���� �+�6��+���+���;/��G ��+���*� �� ���8� ����- ��� ��.+����6+��������8������06� �����+�� ��� ���8� ����������� ���+� <����������� ��.�+0���8������06� ����������-����+�6��� � <������+�9�&�1:�E��#��F����0�7 ���������-����+�� ��4����5,�������� ����������+����6��� �.+����06��7��&������������ ���06� �6+�� ����+���������������� ��4���������-���.+����� �������0 ������ ��� ������-������6��� ������ 06���7�������- �.+���� �0���� �+�6��+����*� � <������+�6����6� ��+.��� � �� ���8� ����5�1���5,1�����&�1���� ��� ����������� �������= ��� ���0 � <������+�0 ���0��5,����-����� ��0+��������.. � ����&�1��� ������+�������0 ��0+� ��+�- ���� ��5�1�E��F�����������+��+��� � � 0 �7�7� 4�� ���8� ��������7 ��0- ��+.�+#� � ���� ����� � ���� ��+�- �������- �� � �+6 ���+��+06 ��� ��+0 �+.��� ����4-�����+.��������-�� ��0�� ������� �7���+0 ���� � ���-� ����+�6��+�+.�-���������� ��E!F����

Page 12: New Techniques for Sample Preparation

11

6$7����� ��������������� ������� ��������

�����+ <������+���6��� ������7 �9�15�:������ 4���06� �6� 6�����+�� ���8� �������� ����7�����7�������7 ���� <������+�� ��� �E�'#�(F�����15���� ��+�- ��0�� �������-+���!�07����� ��� ���� �� ����+��� �����7 �-��� �������6��7�4����6+�� ���� �.��� ���+�-+������ ���+��- �4 ��� �����7 �-��� ������� � �� ��B�7�� �"����

Figure 3. Schematic picture of microextraction in packed syringe (MEPS).

�*� ���06� �6�+� ���7��� 6�����15���� ���0������+���+� �+.��51��&�����������.� ���+����+�7�+.��� ��+�- ��4�������66�+6���� ��+�� �9�:���� ���06� ��+����+�������4����+�7���� � �� ���+��� �����7 ��6�����+4�+� �+��� � ������0 ���*�������.+��+4 ��-����4����7��� 6��+�� 0+� ��� �. � � ������.����������� ��+.��� � ����� � <����� ����� �������+��� ��/�+��;/��G ��+����15�����- ��+ �� ��+#�� ��+��/�+��;/�4���+������0+��.�����+�+.��� ������0 ������� �0 ��+�����- �.��������+0�� �������15������+�- ��0�� ��������- ��� �� ��� �����6����7�- ��+������+���7��/+06�� ���+��-+� �0 ��+ ��0���+ <�� ���+�� ���8� ��4������� �5,�������+�- ����0+���+.��� ���� ����15��������-�7�������7 ��- ���� �������- ��� ��4������4�� ���7 �+.�������-� ��+�- ��������

Page 13: New Techniques for Sample Preparation

12

6$8�� �!����#�� �9�� �����������#�" ������#�!��

�*� �6� 6�����+�+.�6+�+���6+��0 ��0����< ������� ����� ������+0��+7��6����� 6�����+�4���6�-���� ��.+���� �.�������0 �-����-I� ��������� ����A .���$����� ��� ������0++���������66+������� �- ��� ����0������+0��+7��6������ ���������7�;/���/��/1/���51����0���+.�������� ��� ���� ��������� �0++������6+�� ���� � ����������7 �������0�� ��� 0�4 ��#���� ������ 6�����+�0 �����*� ���+�+��� 8��� �.�������� ����� ������- �.�-����� ���� �0�����+�����7��������+� ����7�������� �����- �0�� �.�+0������7 ��0- ��+.���.. � ��0++0 ������������+���� ����� �.��+���-� �����+���0���6�+6 ��� ����������+4���7��.�+4#��� ���� ���+4�6� ���� ������� ���� ����-� ��� ��4�� �6C#��7 ����*� �6+��0 ��=���+�0�<��� �+.�0 ��������� �-�� ��0++�������+������+.��� �0++0 ��������+��#��� �������������+������ �6� � � �+.����+0-����+�+.�6+�+7 ����+�� ����*� �6� 6�����+�6�+� ��� ������06� ���������7��.+�4�����&�����������.� ��0�<�7���� �6+��0 ��=���+�0�<��� ����� 7��� �����7����+7 �7�����+�� ���+�� 0+� �+<�7 ����6+�� ����+��� ����+0��+7��6����� ��� �.+��6+��0 ��=���+���� �0�����+���� ��D#��7����& .+� ��� ���� �0++�������0�� ��������4��� ��4������+�7�����+�� ���+�� 0+� �6+���-� ��� ��� ���+06+������*� � ��� ����0- ��+.�.���+����.. ���7��� �6+�+���6�+6 ��� ��+.��� �0++�������*� �.���+����+�- ��+��� � ���� ��� ��+06+����+�����0+���+.��� �6+�+7 ����+�� ������ ���+��#��� ����� �������+������� �� 06 ����� �+���� ��� �����+.��� �D#��7���E�%#"�F����

6$:����� !��"�������!��� ��

���8�������+0��+7��6���9�/:����6� � ������ ��+0����7�� 6�����+�� ���8� ��������������� 0������E""F��*� �� 6�����+�0 �����0�����������.�����+�6����6� �����/�����51��� � �� ��������� ���0 �9� �!�!�!��:��*� �� ���8� �4����� � ��-����������� 0 +�����*�4 ���9!$(�#!%!%:��������� ���7���+�+.�6���� <�������E"�F��*� ��+0����7��/�� ���8� ����� � �� �#6��� ���8�������+0��+7��6���9A5#�/:���������� ���8� ��� ������+����6��� ��������������������6� � ��4��������+6�+-������.�� �������� �0+-�� �6��� ��������+6������������+.� �6� 6�� �������-�.. ��.+�����-� �6C��*� ��+00+����� ����������6� � ����� �6������ ���= ��+.�"#!��>0��� 6 ��7�+��� ��66������+����-������/��66������������+4���B�7�� ����

Page 14: New Techniques for Sample Preparation

13

�Figure 4. Schematic setup of an LC system. 1. Pump, 2. Mobile Phase Mixer, 3. InjectorValve, 4. Column and 5. Detector.

�*� ���06� �������+��� ��+��� ��+6�+.��� ��+��0�-���� ��G ��+���*� �6�069�:��� �� ���.�+4�+.�0+-�� �6��� ����+�7���� ��+��0��*� ������ ��0+� �4������.. � ����� �����+�7���� ��+��0���� ��� �+ ��.� ���+�� ��.�+0��� ��+��0��*� ��� ��7 ���� ����4������� ������ ��0�7��� ��� 6 ���+��� �.�����+�+.���0 ��6 ������ ������+����6��� ����������+��� ��..�����+.��� ������ ���+��� ������+����6��� ��*� �� � ��+���� <6� �� ��-���� �� � ��+�.���+���@���

0

0r

t

ttk

= � � � � � 9!:�

�4� � ��������� �� � ��+���0 �.+������ ��� ������� ������������ �� � ��+���0 �.+����� ��� ������� ����

6$3�������� ����" ���������

�������6 ���+0 ����9��:�4�������+� � ��-���� �6���������J��J��*�+0�+�9!$�'#!%��:�E"�F���������+����+ �+.��� �0+����06+��������������������0 ���.+��0+� ���������������*� �-���������������0 �������� �6�+�����+�+.��+������ 6�����+�+��.�������+����+���7��+��� ���0���#�+#����7 �90K=:�����+���� �������0�E"'F��B�+0���0�����6 ����0�8��������� ����4 ������8��������� ��.+�0���+����- �+-��� ����/+0-��7��/������0 ��4�������4����+��� � �������L��������0�����7 M�E"(F���/�+6 ��� �����+� � ��6��� �4��� ����+6 ��� ���� �������0��& ���� �+.��������.. � � ����� �0����- ���� �4� ��� 7����7��� � ��4+������0 ������+�� ���+�0������������� 7�������� ��+�� ��0+� ��� ��0����- � ��6+��� ��������7 � ������� ��0����- �����. �� ����+��� �7���6��� ��*� ��+�=���+�� ���8� ��� ���������������4��� � ���+�6�����+�=���+�91��:��+6 ��� ����6+����� ��+�0+� ��*� ��+�� ��.�+0��� ��/�4���6��� ����+7�������� ����� ����6���������- ���+��� � ��+.�4�������6+����� � � ��������6+� �����9"#���D:�4����66�� ���*� � � ��������.� ������� ���� ��+����+��+�- ���6+��= ����+����6����+.�.� ���+6� ����*+��������������������7�7������+7 �9 �:�.�+4����+7����6+����� ���6��������& .+� � � ��7��� �0�����6 ���+0 � ��6�+- ��� � �

Page 15: New Techniques for Sample Preparation

14

��+6� ���6��� �����+�7�������7������ �� �������0���- �4� � ��� ��+�� �� ��6+��� �������+6� ���7 ���0��� �������� ���+6� ���7 ���0��� ���� � � ������������7 �� �������� �� ����������������� ������0+� ��� ���� �� � �� ��.�+0��� ����.�� ��B��������� �� 0�� ����06� ��+�� � ���� ������ ��4� � ��� ���0�����+�����7 �����+�����- �0 ���� ��E"(#"$F����������������������6� �8�����6+� �0�����6 ���+0 � ��9��#��:�4����� ���+�+-����� ��� ���.+�0���+��-+������7 � ������� �������� ����7 � ������� ��.�+0��� ����+0��+7��6�����+��� � � ���� ���#������ �.�����8�����6+� �9N!:�4���.+��� ��+�6�� ���+��+.��� �� � �� �����7 ������� ���B�7�� �������� �� �+��8�����6+� �9N�:�����7���7+�����+�����+�7������ � ��+��4 � �.��70 � ����+��+4 ��90K=:�����+�6�+������+���*� � �6�+������+��4 � ��� ���� � ��� ����+��� �������8�����6+� �9N":��4� � �+���+ �������� �������6�+������+�.�+0� �������7 � ������� �4���0+��+� ���*����� ���8� �������� ��� � �� ��� ����+�0+��+��7�9�A�:��& ���� � ��������� �������8� ��A��6��� ��� ��������� ����- �8��������� �������� ��4���+������+0��+7��6��������- �7�� 6���� ��.�+0� ����+�� ��E"(#"%F��*����� ���8� �4��� � ��������8��������� �����������������������4� �+��+��0�4����� �����

Figure 5. Schematic presentation of how SRM ion experiments in MS-MS are carried out.

��

6$;���"�# ��

6$;$6����#���� ��! ����

�A+6������ �����+��� ����-�6������ ��� �-�������0�� ���6 ��+������ ��� �������7���� �B�7�� �'��A+6������ ����-�6������ ��� �0������� ��.+�����7 ������.+��6+��+6 ����� �6���� �� .�E��F����� ��-�6������ �4���������� �������� 0���0�<��� ���+6������ ���� <������ ����� ��#9#:# ���+0 ���A+6������ ��������+4 ��� ����� ��+�����������+�+<���6+� ���������-�6������ �E�!F�����+��� ���������������0��� .. ������������ ������ ��� ��0 ��+.������������+�� ���E��F��

Page 16: New Techniques for Sample Preparation

15

�A+6������ ����0 ��-+��= ��- .+� �- �7� <�� � ���0��������� ���� ��E��F��*� �0 ��-+����6���4��������� ���+0���������+<�����+���� #� ��������+�E�"F��*� �0�G+��0 ��-+��� ��+.��+6������ ��� �55O����"#?C#�+6������ ��B�7�� �'����

N

H

CH3

CH3

H

N

O

C2H

5

C2H

5

N

H

CH3

OH

CH3

N

O

C3H

7

N

H

CH3

H

CH3

N

O

C4H

9

N

H

CH3

H

CH3

N

O

C3D

7

N

H

CH3

H

CH3

N

O

H

N

CH3

H

H

CH3

N

O

C3H

7

3-OH-ropivacaine, Mw 290 g/mol 2H7-ropivacaine, Mw 281 g/mol

Ropivacaine, Mw 274 g/mol PPX, Mw 232 g/mol

Lidocaine, Mw 234 g/mol Bupivacaine, Mw 288 g/mol

Figure 6. Structures and molecular weights of local anaesthetics utilized in this work.

�����

Page 17: New Techniques for Sample Preparation

16

6$;$4�'������� �����/#�"���� �

�A+��+���� ����+�+0+��� ��B�7�� �(���� �6��� �� ������� ���+��� � �����6+���-� � 4����#��� �����7��E��#��F��*� ����7��� � ���� ������-��������#� 6 � ������ ��9/���:��4������� � =�0 �������6���������������+� ���� ������� �� 7�����+����� � ����������� ���6�+� �� ���*� �� ������� .. ����+.��� � ����7������� ����-���+�+.�� ���6�+��. ����+��������+�+.�, ��.��70 ����+�����-���+�+.�A �����, ������ ������ ������� ���� ������#6��� ��������+�+.��6+6�+�����������+06 ����� ����-��+��.+���*5�E��#��F����

Roscovitine, Mw 354 g/mol Olomoucine (I.S), Mw 298 g/mol

Figure 7. The structures and molecular weights of roscovitine and olomoucine (internalstandard).

���

Page 18: New Techniques for Sample Preparation

17

4�,! ��"����,!��5����

���06� �6� 6�����+����+.� ���-+��� ����������� 0�.+���� 0��������������*� ���0�+.������4+�������- ��+��� ���7�� ����� � �+6� 4�� ���8� ���+����� ��������6�+-� 0��*� ��06+���� �+.��� � � 4�� ���8� ������- ��+�6�+��� �.�������+0���+��+#�� ��+�6��7��+�� � ���+����� 0�����+�����06� �6� 6�����+���0 ������7�#���+�7�6����*� ���0�����- ��+��66������ ������ �0���+ <������+���6��� ������7 �9�15�:������ 4���06� �6� 6�����+�� ���8� ��1�������+�+.��� �� ���8� �����- ��+ �-���� ���������+.��+������ ��� ��������.���� ����0�����- ��+�6� 6�� ���� ������ �6�6 �� ���6��6��� ��4����6+�+���0++�������6+��0 ������+ ���+�4����%'#4 �����06� �6��� �����������������������������������

Page 19: New Techniques for Sample Preparation

18

7�' ��#�������&���������

��

7$6������ ���� �������

���6�6 ������������15��4���6 �.+�0 �����7�������>��7�����7�������7 ��*� ��+�- ������ �.+�0�+.�6������ ��4���4 �7�� ������� �� ����+��� �����7 �-��� �������6��7������7�� ��4������.��� ��.�+0�-+������ ���& .+� ����7�.+���� �.�������0 ���� ��+�- ��4���0��������+����+ ��4�������>��0 ���+��.+��+4 ��-�����>��+.�4�� ����.� ���������� �����7 �4����+ �� ���+������+��06� ������6�� ��6���0����06� �9���>�:�4������4�+�+��� �����7 �-���� ����+��06� ����������06+����������6���0����06� ���� ����4���+4���9���P��#!:����4���������+��+�+-����7++��6 ��+����+�- �4 ���06� �����+������66+����*� �.�+4���� ����+�����.. ����� �� � ��+�+.��� ������ ���*� ��+�- ��4����� �.���� ��4����4����7��+�� ���+�� 0+� ��� �. � � ���*� ����7 � ������� ��4 � ��.� �������� �+�- ��-���� ����+��+�� ����� �������+���7�� ����� ��4�����4��������� ��- �4 ��� ���8�������+0��+7��6������� ���� 0�0�����6 ���+0 � ����

���15���0��� <������+��4 � �6 �.+�0 ��4������ ���0 �6��7�+.��+�- ���*+�- ��-� ��+��+��������� ��+�- ��4���.���� ��4�����<���P�� ����+��+�� ��.+��+4 ��-���<���P��+.��� �4����7��+�� ��- �4 � � ��� <������+��*������ 6�� �� �� ��0 0+��� .. �����-������+�.����+ ������+����+�7��� 6�- .+� ��� � <�� <������+������ ���� �+.�6���0����06� ���� ���0 �6��7�+.��+�- ��4����� ��.+���-+���!��� <������+����.� ��������� � <������+� ..��� �������� �� �+� ���+.��� ��+�- ��4���� ��� �������� � .+� ����4���������� ���

�*+�0 ���� ������ �� � ��+�4� ����7��15���� �� �+� ���4���� .� ���*� �� �+� ���4���0 ���� ������ �6+� �+.���6�+� �� ���6�� ��6���0����06� �����6 �� ��7 �+.�6�� ����������+����+���

7$4�� �!���& � #��" ������� �������������

�*+�+6��0�= ��� �� �+� ���.+���� �� � �� ������� ����+0 �6���0 � ����.. ���7��� �� �+� ���4 � �� � �0� ���*� � �4 � ���6 �����0+���+.��+�- ����� ��+06+����+�����+��0 �+.��� �4����7��+����+�����+06+����+�����0+���+.��� � ����+��+����+��B���� ���7++���� ������7�+.��� ��� �����+��- �4 ��� ������ ���� �0����<������ ��+�- ��4��� � ������.+��+6��0�=���+�+.��� � <������+�6�+� ������

Page 20: New Techniques for Sample Preparation

19

7$4$6�,! ����� ����

����� �6�6 ������������� ������ ����-���� ���� ��0�� ���6 ��+������ ��� ������4 �����-���������4����6��#���� ��- �4 �(������$�!��2� ��� � ����7���� ���6���0����06� ���� ��0���- �6�+� �#-+�� ��4������ ��� ���� �� �+� ����*+������6���� � �-���7���� �6C�+.��� ���06� ��4������.� ��96CQ":����7���!H�.+�0������������������6C��� ������ ������� ���� �6+����� �������7 ���*�����4� ��� ���6 �+.��+�- ��4���� � �� ��-+����+# <���7 ��������+6�+-����� �����+��4 � ��+��� � ����+�- ���+����7����+7�����+# <���7 ����+#6+����.����+���7�+�6��4������7 � ��.+���� � <������+�+.��� � ������ �������� �.�����6�6 ����.. � ����������9/���/$����/!$:����������+<���� ��6+������ #������- = �6+��0 ��91 D3:�4 � ��� ���7�� ���� �B�7�� �$��*� ���������+�- ������ �6������ ��4�������� ��7 ���= �+.����P0����6+��0 ��6������ ��4 � �%��P0�E�!F�����/��������4 ����+4�������� �����+6�+-���� � ��+�� 6 ���+��� �� 7���+.��� ����-+���������4 �������� ��0- ��+.����-+�������-+� ������� ����.�� �+.��� ���������6� � �������� �� �+.�-+����� � �.���+������ �� ���� �����+6�+-��������������-+�������-+� ������� �����������.�� ����+���� �� ���� ��6 ��.������.�� ��� ��+.��� ��+�- �����������+���� � ��� �� �����������+�������� ����.�� �+.��� ������= �����������������4+����& ���� ��� � �����+��7�+�6��4 � �+���+��������� �� ��.�+0��� ������ �����������+��+�����+6�+-����� �����+����+����� �����+�����+�����4� ������ ���� �6+����� �������7 ���������- �� �.�+0�B�7�� �$����.. � ����������9/���/$����/!$:�6�+��� ����7� ����06� �� �+� ��������� �6+��0 ��91 D3:��B���� ����� �� �+� ������ �� ��4����� �� �� ��� 7���+.��� ����-+����������� �����������.�� ��*� ���7� ���� �+� ���4���+-��� ��4� ��������-�� ��/��4����� ������+�- ��0�� ������*�����6�+-�-���- ���� ��� ����7 � ������� ��4 � ����7�����6+�������4 � �0�� �6+����� �������7 ����6���0��0����� �����

Page 21: New Techniques for Sample Preparation

20

0

10

20

30

40

50

60

ENV+ Ethyl silica (C2) Octyl silica (C8) Octadecyl silica

(C18)

Sorbents

Rec

overy

(%)

�Figure 8. Effect of type of sorbents on the recovery of ropivacaine.

����6�6 ���������������-�� ��- = ���6�+��������4��������= ������+�- ��0�� ������*�����+�- ��������+7����������96��R!:������ � -������7 ��+� ���� � ��� �6C���7 ��*� �6��0����� � ��+�+�������+�- ������� ��+����+7�����+� <���7 ��-����� � ��� ����+�+�� ���� �����+����������+#6+������ �����+���2� ��� �6C�+.��� ���06� �0����<�4����+4���� ����7 � ���+������ ��� �����4 � �6+����� �������7 ������� ��+�- ��0�� �����4��� 7���� �������7 ������������� ��� ������ ��4 � ����+�- ���+��� ����6�+���.����+���7�+�6������� ����.�� �+.��+�- ���� �0�� �����0������� ��+����� �����+���*+�-� ����� � ��� �����+���� ������ ��4 � �0�� � ������-�����7��� ����+��+�� ��4������7��6C#���� �96CQ!!:���*+����� � ���� 6��-� �� �+� ������ ��0��� ������#+� ��9� �"�":���� ��0+���+.��+�- ��4���+6��0�= ����� ����+��+��� ����� �����0+���+.���06� ���� �4����7��+�� ����� ����+��+�� ���������- �� �.�+0�B�7�� ��%�96�6 ���:����!��96�6 ����:�����7����0+���+.�����07��+�- ��0�� ������� �+� ���4����+4 ������4����!�07��*����4���6�+-�-����� ��+����..��� �����+�6��+���6������+.��� ��+�- ������+�4� ���07�+.�6����7�- ��4����� ���� �� �+� ���� �� �� ���*� �� ��+�.+��������+����- �����������7 ���+��0 �+.��� � ����+��+�� ��4��� � ��.+��� �+�6��+�+.��� ������ ���*� ��0��� ����0+����+�- �����4�������� 6��-� �� �+� ���9Q���H:�4���+-��� ��4���!�07�4� ����>����06� �4��� <����� ���B�7�� ��%����!���*�����0+���+.��+�- ��4��������-� �.+�����+� �����+���7 �+.��#�������+.��� �� �������� ���B+����7� ���+� �����+���� ��0+���+.��+�- ����+����- ���� �� ���

Page 22: New Techniques for Sample Preparation

21

0

20

40

60

80

2 mg 1 mg 0.5 mg

Reco

very

(%)

Ropivacaine

PPX

3-OH-ropivacaine

Internal Standard

�Figure 9. Effect of amount of sorbent, C2, on the recovery of ropivacaine and itsmetabolites PPX and 3-OH-ropivacaine compared to direct injection of pure standardsolutions.

0%

20%

40%

60%

80%

0.5 mg 1 mg 2 mg

Rec

ove

ry

Ropivacaine

PPX

3-OH-ropivacaine

Internal Standard

�Figure 10. Effect of amount sorbent, benzenesulphonic acid, on the recovery ofropivacaine and its metabolites PPX and 3-OH-ropivacaine compared to direct injection ofpure standard solutions.

�����

Page 23: New Techniques for Sample Preparation

22

7$4$4�,! �5��!�����#� ���

�*� �6��6+� �+.��� �4����7��+�� ������ ��15��6�+� �������+�� � ���� ���� 0+� ��4�� ���+06+����.�+0��� ��+�- ��4���+����+��7��� ������ ������0 ��+ ���-+� ��� ������ ���� �4 �����-���������� �����+����+�.�+0��� �6���0����06� �����-�� ��+��+������+#6+������ �����+��������������� ��-+����� �6C������ ��+� �����+�+.�+�7�����+�� ��4������� � .. ���+�� ��� ��4����7�6 �.+�0�� ������6�6 �����4�� ���+����7���.. � ���+� �����+�+.�+�7�����+�� ���4���� �� ���+�+6��0�= ��� �4����7��+�� ���*� ��+��0 �+.��� �4����7��+�� ��4������>���������- �� �.�+0�B�7�� �!!����� ���7��+� �����+�+.�+�7�����+�� ������� �4����7��+����+�� �� �� ���� �� �+� ����*� �� ��+�.+��������+����- �������� ��+�- ��4����������-�� ��/���4� � ��� ��� �����+���� �6��0����������+6�+-����*� ��� �+.�!�H�0 ���+��� �� �� ���� �� �+� ���-���-+���!�H��+06�� ���+�4�� ����+ ��

0,7

0,8

0,9

1

Wat

er

MeO

H10%

MeO

H20%

ACN

10%

MeO

H/A

CN/W

ater

1:1:

8

Rel

ati

ve

resp

on

se

�Figure 11. Effect of the washing solution on the response of ropivacaine.

���6�6 �������� ���+����+�+.��� ������ ��4���6��0�������� ��+��+����� �����+���*+�6� � ���++���7������� ��+�� ����+��+��+.��� �6C���+������ 7���+.��� �4����7��+����+����4 �������� ��+� �����+�+.�+�7�����+�� ��4��� � ���������7����+����+�����+4�6C���� ������ ��� 0�� ��6+����� �������7 ������� ����� �����+�4������ ��+�- ��0�� �����4���+���� ���6� ���,�.. � ��0�<��� ��+.�4�� �����0 ���+���+����7���!H�.+�0��������4 � �� �� �����4����7��+����+��*� ��+4 ����0+���� ���7 �9R���:��4����+�� � ���-� ��� �. � � �������7� ���� �+� ���4���+-��� ��4� ����7�!���>��4�� ���+����7���!H�.+�0�����������4����7��+����+���

Page 24: New Techniques for Sample Preparation

23

7$4$7�,! ��#�������#� ���

�*� � ����+��+�� ����+����- �+ �4���������-� ��+����6��� ����7 � ������� ��.�+0��� ��+�- ������0��0�0��+��0 ���.��� �� � ��+����-�� ��+�����+6�+-����� �����+��+������+#6+�����+�� ��4+����- � +�7���+������6���� �.+�� �������-�������� ���+��� ��+�- ���B���� �������� ��4� ��� � ��� ��+� <���7 ��� �����+����� �6C�+.��� � ����+��+�� ����+����- ���6C�������-+� �6������� ��+.��� ����7 � ������� ��.+���� ��� ����+����������+����6�6 ������� ����7 � ������� �����- � ��� ��-�� ������=���+�+.��� ��+�- ��0�� �����+�����7����+����+�4������7���+������ 7����C+4 � ���- ���� �1��#��#���4����� ���� ���� ��+6��+��4 � ���+�� ��- ���� �+.��� �6+���-������.+���+��� ��+��0����+������ �. � � ��4�������7 � ������� ��4� ���7��������+� �����+���� ��� ��E��F������6�6 �����4� ��������-�� ��/��4����� ������+�- ��0�� ������- ��� ���� �����+6�+-���.+�� ��- �4 ��� ����7 � ������� ������� �6����7�- ����� � �4 � ����+��+����� �����+���A �����������+���4 � �6�+-�-����� �� ��+�.+���� ���� ���� �����+�����6�6 �������� �6��0����� � ��+�0 �����0�4����+����� �����+������ �+������� �����+��4 � �����+6�+-����*����0 ���������� �� � ��+�0 �����0����-+������ ��4 � �� �����0������*+� ��� ��� ����7 � ������� �����+�� ����6�-� �+.�-� ���7�-+�������+6�+-�������+���.+�� ��4��� � ���������- �� �.�+0�B�7�� �!����+�+6��0�= ��� �� �+� �����.. � ��0�<��� ��+.�4�� �����0 ���+���+����7�����H��00+��0�����+<�� �4 � �� �� ����� ����+��+�� ����� 6�7��� ��+� �����+�+.��00+��0�����+<�� ��+������� �� �+� ���+.��+6������ ���� �� ������� ��+� �����+�+.�0 ���+����� �� ���B�7�� �!������ 6��-� �� �+� ���9Q���H:�4���+-��� ��4� �0 ���+�K4�� ��%����9�K�:��+����7�����H��00+��0�����+<�� �4����� ���*���� ����+��+�� ��4����� ����-+���6�6 �����

Page 25: New Techniques for Sample Preparation

24

Figure 12. Effect of different elution solvents on the recovery of ropivacaine.

��

7$7� ����%�� ��

�? �+.��� ���0�����+��+.����+0�� ������ 0���������� ������#+� ���*���� .. ���� 6 ���+�0���.���+���������7����+�6��+�6�+6 ��� ��+.��� ������ ����66�������- �7� 06�+� ������ ���������+.��� �0 ��+������4+�� �������#+� ������ � � ����.. ����� �6� ����+�������������+.��� �0 ��+���*� ��0��� ���� ������#+� ���� �- �� ���� �6 �.+�0�� �+.��� �0 ��+��4����- �E�"F�����6�6 ����������������#+� ��4���� �� ��-���G ���7��� � ����+��+�� ���.� ���� ���7� ������������+� �����+�9������:�����- �����*+� ��0��� ������#+� ���� ��+�- ��4���4��� ��- �4 � � ��� <������+����� ����- ����� ���+�"�!����7������6�+� ��� �� ����� ����H������#+� ��4���+-� �� ������.� ����������+���-����+�������+� ��4���+-� �� ������+���7��+�A+���� �����������#+� ����7�7�.�+0����!��+����H������6�����.+�����+0�� ������ 0��E�"F��

7$8�(�!���"�# �,!����!����)��������#�!������ ��,������� �������

���6�6 ���������6+��-� �6�6 �� ���6��9����>�:�6��� ��4����0 ��������� �-�� ��0++��������+�- �����+ ���+�4����%'#4 ���6��� ��4 � ��� ��.+����06��7��*� �%'#4 ���6��� ��4 � �6��� ���� � ������ ���6������� ���06� ��4 � � ��� ����+��� 0�.+��.���� ����������-���/#��#�����������4�����%'#6��� ��+����- ����� �����4+�0��� �����

0%

20%

40%

60%

80%

M eOH/Water 8:2

(v/v) (0.25%NH4OH)

M eOH/Water 9:1(v/v)

(0.25%NH4OH)

M eOH/Water/ACN

8:1:1(v/v) (0.25%

NH4OH)

M eOH/Water 95:5

(v/v) (0.25%NH4OH)

Reco

very

C8

C2

Page 26: New Techniques for Sample Preparation

25

5+�+���6+��0 ��0++����������+�- ��0�� ������.+����7�#���+�7�6������+#�� ��51�����- ������= ��-��O� � ������E��F��B���� ���� � ����7�+�6����� �� � ������ ����.. � ���66�+��� ��.+���� �.�-������+�+.�0++�������6��� ����6���B+�� <�06� ��C��� ������E��F��� ��6�+�+7��.��7�.+���� �.�-������+�+.����6+��-� �6�������6�6 �� ���6�����+�� ���+�6�������������-���= ��� ����+�- ��6��7��� ���� �� ����!�00���������7�+-��� ��.�+0��� �����6� ��+.���6�6 �� ���6���+��+�� ��6�6 �� ���6���4������� �0++�����4���6� 6�� ������������� ���� �6+��0 ��4���+���� 0�������-+� ���+��� ���6�4����������+4���� ������E�'F��� ��6�+�+7��.��7��+�.�-����� �0++�������+��� ���������� ���+��� �4�����+.�0���+6�6 �� ���6���*� ��66�+����4���0�� ����4+��� 6���4� � ��� �.������� 6�4����+�0+��.���� ����.�� �+.��� ���6������+�������+��-+� �0 ��+���4 �� � �+6 ������06� �+ ��� 6����� ��������� 7��.+���� �.�-������+�+.�6�+�+6+��0 ��= ��0++�������6+��0 ��������� ���+��� �4�����+.�6+��6�+6�� �6�6 �� ���6�����

7$8$6�,! ��� ��������������������#�" ������#�!��

�*� �6�6 �� ���6��4 � �.��� ��-����6�����������+��+���� �7���+.��-+���$�00�9'#(�>�:�4������6+��0 ��=���+�0�<��� ��+����7�;���9��H:��1;,���9!���H:��&���9"��H:����& �9!�4�H�4����� �6 ����+�0++0 ��:��!#�+� ��+��9"�H:��������+� <�+��9"�H:��*� �6�6 �� ���6��4 � ��� �6��� ��� ������������� ��� �6+��0 ��=���+��66��������*� �6+��0 ��=���+�4������+4 ���+�6�+� ��.�����.+��'��0��4������ �����6� ��+.��� ���6��+4��������������� ��+��� �D���06�+.�!���0������� �.+�����0��4������ �����6� ���6��������������� �+.����0��+��� �D���06���.� ���+06� ��+�+.�6+��0 ��=���+��� ���6��4 � �� 0+� �����6 �� ���� ��0���+��+6 �.+��-�--� ������4��� ��4������ �+ ��+�� 0+� ��� �6+�+7 ����+�� ������+�� ���+06+����� 0���7����� �0++������& .+� ��� ���� ���6��4 � �4��� ��4���� ����+��+�� ����B+��6�+�+7��6�����0�7 �+.��� �0++��������+�- ���-+���"�00��+7���06� �.�+0��� ���6�4�������4��������=+�-��� ��4��� ����+�+�7����4������ �+ ������� ��4��������� �0�+.����+7 �����

7$8$4�����! ��������#�����%��&��%9��������#�!�������� �� �,���

�*� �6+�+���0++�����4������� ��= ����� ��������� ����6+��-� �6�6 �� ���6��-��������D#��7��������� ��6+��0 ��=���+��B�7�� �!"����6�������6�+�+7��6�����0�7 �+.��� �0++��������������� ����� ���6�6 �� ���6��������7��+06� � �.����7�+.��� �6+��0 �����+����� ���- �� +���7�.�������.. � � �����+��+����- �4 ��� �6+��0 ��0����<������ ���6����- �� ��, �6�� ���66������+�+.���7��6� ���� �9�6��+���-��:��� �0++���������+�����6�+���+.��� ���6��*���������� ���������..��� ��-���7�+.��� �0++������+��� �6���������- �����- �

Page 27: New Techniques for Sample Preparation

26

���� � ���*� � .+� ����+������ ��4 �.����� �0+��.�����+�+.��� ����.�� �+.��� ���6��- .+� ��� �6+��0 ��=���+�7�� ����� ���� ����� �� � ������E�'F��C+4 � ���4 �6 �.+�0 ����� ��+.� <6 ��0 �����4�����4 ��� ����.. � �����������+���0 ���+� <�0� ��� �������0 ��+.��� �0++������+��� ���- ��2 �+� �������4� ���+������������+���0 ��9� �������"��0�:�4 � ��� ����� �0++�����0������6�+���+.��� ���- ��5+���-������ � �4���+�� +�7��6+��0 ������ �� � ��+.��� �0++������*�����+�����+����- ���� ��� �6+��0 ��������� ���+��� �4�����+.��� ���- �� 0�� ������ ��� ���- ��B���� ���4 �+� ��������������06+������+�6��� ��� ���6��� ������������� ��� �D�-+<��+����� � � 8�������������+�����

Figure 13. A photographic image of UV-polymerized monolith inside a disposable micropipette tip. The polymerization mixture contained GMA 20%, EGDMA 15.5%, BMA 3.5%,AIBN 1% (with respect to monomers), cyclohexanol 30% and 1-dodecanol 30%.Polymerization was allowed to proceed for 85 minutes using 254 nm light.

7$8$:���"�#���

�*+� ������ ��� �6 �.+�0�� �+.��� �0++���������6����+��+���� �����0��6���0�����4�� ��4����� �����0+� ����-���� ���*� �0�������6� 6�� ��%'�6�6 �� ���6��4 � ����� ��-�����+-+�����5 ��+���5�6 ��+��955#��� #��:�+-��� ��.�+0��6���+��, ��7�������9/�����:��B�7�� �!���*� ��6�� ��6���0��+��4�� ����06� ��9!���P�:�.�+0���%'#4 ���6��� �4 � ����4��6�-���� ��+-+���2� ��� ���06� ��4 � �6��� �����+�7���� �0++�����6+��0 ����� ������ ��4 � ����+�- ���+�����*� ��� ��+����6��� �4���4��� ��+� �4����4�� ��9!���P�:��+�� 0+� ��� �6�+� ������+�� ���� �. � � ���B��������� ������ ��4 � � ��� ��4����0 ���+��9!���P�:�+���� ��/�0+-�� �6��� ���� �������+���%'#4 ���6��� �.+��.���� ����������-���/#��#�������7������6�+� ��� ���� ��� ��7�+.��� ���06� ��.�+0�6+���-� ��� �. � � ������%'#4 ���6��� �4���6 �.+�0 �����4+�0��� �S��� ��6 ��+.������6����+.��� �����������6�+� ��� �4��������7� �������� �� ���

Page 28: New Techniques for Sample Preparation

27

��

Figure 14. Packed 96-tips with monolithic methacrylate polymer.

7$8$3�� # ������

�*� �0 ��+��� � ������������ .� �����+#�� �. � � �4������ � �+7 +�����-���� ������ �� 7�+��+.��� � ����B�7�� ��!������!�&���+4�� 6� � ����� ����+0��+7��0��+.�-������0��6���0�������0��6���0���6�� ��4�����+��+���� ����+�+0+��� �9����:�����+���7��+��� � ����+0��+7��0������� ��/#��#�����������+.��+��+���� �����0��6���0�����7�0++�������6�6 �� ���6���+��� �. ��7��+06+����4 � �� � �� ������� ���0 �� � ��+���0 ������ ������ ���+06+�����*���������� ����7++��� � ��������.+���� ��66������+�+.�0++������+����7���6�������06� �6� 6�����+�0 ��+������ ���������+.��+��+���� ����

Page 29: New Techniques for Sample Preparation

28

1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00Time0

100

%

041005024 MRM of 2 Channels ES+355.3 > 233

8.58e4

Roscovitine 125 nM in plasma sample

Blank plasma

1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00Time0

100

%

041005086 MRM of 2 Channels ES+299 > 91

2.96e54.87

IS

Blank plasma

Figure 15. Chromatograms of (A) blank plasma and plasma spiked with 125 nMroscovitine and (B) blank plasma and plasma spiked with olomoucine (I.S.).Chromatographic conditions: column Zorbax 50 x 2.1 mm I.D., SB-C8, 3,5 �m connectedto a guard column, an Optiguard 10 x 1 mm I.D., C8; mobile phase (A) 0.1 % formic acid inACN-Water (10:90, v/v), (B) 0.1% formic acid in ACN-Water (80-20, v/v); linear gradient0% B for 1 min, 0-80% B in 4 min, 80% B in 1 min; flow rate 150 �L/min.

A

B

Page 30: New Techniques for Sample Preparation

29

8� ���#������

�����+ <������+���6��� ������7 �9�15�:�+#�� �4�����/#��#�������� <� �� ����06� �6� 6�����+�� ���8� �4�����4���� 0+����� ��.+���� �� � �0����+�+.��+������ ��� ���������0��6���0����06� ���/+ �� ���+������+��06� ���15��4���.��������+0�� ����� ������06� ��++��+���+ �0��� ��+� <����������66������+��+�6���0����06� ���� ���0 �6��7�+.��+�- ���+����- ��� ��.+���-+���!��� <������+��- .+� ����� <������+� ..��� �������� �� �+� ���4���� ��� ���B���� ������4�����+4�������15�����6�+��� ������-� �� � ������� ���� 8��� ���0������06� ��+��0 ����+��0 ���+4��+�� ���+��0 ������+����- ��� ��4������.. � ���+�- ��0�� �����������������+�����6+��-� �6�6 �� ���6��4 � �6��� ��4������6��7�+.�0 ��������� �-�� ��6+�+���6+��0 ����0++�����������06� ����+�- �����������6��� ��%'#��6��4 � ��� �����+ ���+�4������%'#4 ���6��� ��A+��+���� �����0��6���0�������4�� ����06� ��4����� �����0+� ����-���� ����7���������� 0�%'���06� ��4 � �6� 6�� ��.+�������������4+�0��� ���

*� �6� � ��4+�����+����- ��+��� � ��������� 6����� �� � �+60 ��+.��������������� 0���+�0 ���� �� 0���.+����7� ����06� ����+�7�6����������6�+��� ���+�����

Page 31: New Techniques for Sample Preparation

30

�����*# �� " �����

�*� � ��� �0���6 +6� ��+������.+���� ����+���-���+����+ �4���+���� �+�� ����0���7������4+���6+���-� ���# 5�+. ��+����������� �������5�+. ��+��������!�� !��"#����.+��7���7�0 ��� �+66+��������+��+������4+������ ��� �+���7 0 ��������7��� ����������������7��� ��� <6 ���� ������4����- �7���+���.+����66+����

�# ���+���� �5�+. ��+�������#������.T�������7+����U��+����U������- � �����0-���0 ���� �����7 ��

�# ������+��+����+�� 7+��6U�� 0���������+ ���V��������$%���&�'����(�

������������������(�����������(��)������%�����(�����*�������(����������(�+����"�����'����!(��$%������'����������������,������*����.T������7+������� ��+������ ��������������+ ���

�# �������������������������� �, 6���0 ��+.�/� 0������.+��0���7������6��� ����� � ���7����6� �����6��� ��+�4+�������

�# ����.�� ������� ����� ��.+����66+������6�+����7����� ��+����� ���+0 ���

�# -�!����-� �(�.��'�������������6����G�-+�� �����4����7+�4��-��0����W����������& ��� �����4�����������0�0��-����

�# C�����0�W�G��� ���������6����G�-+����� �W��

�# /��*�0����(������1�����(��%!���2�$�����7��� .��������+4� �7 ��.+���� ��� �++0�������66+����

���������������

Page 32: New Techniques for Sample Preparation

31

' � � �� ��

�E!F� ����-� �#A ��0������� ���+��1��5+�� ������/�� +��� #CTT7����;��

&�+0- �7�������������������!"�9$:�9���!:�"!"���E�F� ��#/��C �+�������������������$�'�9!%%%:�"���E"F� �����X���������������������$$��9����:�"���E�F� J��C �+��1��&� 4 ���;��A�� ��������������(��9!%%$:�'������E�F� /�B��5++� ���������������!������������������� ���3��!���!��� ���������J��

5�4���=��91���+�:��1�� �� ����0�� ���0��������6��"�"���E'F� C��&������B��������� �+��;��2���+���������������"��9!%�!:�!!'����E(F� 1����*���0������������������!"������&4�������5������������!����������

2�� ��� 4�Y+����!%%$���E$F� C������+��������!�����������������9���":��"����E%F� C������+����������������������������������!�9����:�'����E!�F� 1����*���0��������� ���������!��������������!%�9����:�!$���E!!F� ��2�J�����C+����A����� �� �4��;�J��� �J+7(������������������$�$�

9!%%%:�!!(���E!�F� ��2�J�����C+����2���������170+���J�5��B��� ��A����� �� �4��

;�J��� �J+7�������������������(''�9����:�"(���E!"F� /�J������� ��,�;������+�������B��� ��������������������(%%�9����:�%���E!�F� ���C ��7����B��&��� ���������������������(%��9���":�""(���E!�F� ���C+�0��5���+��� ���1������ ������Z�� -[��*��;� �-�+�������

��������������(%��9���":�!($���E!'F� ����+�� ��������A���=����J#���D ��� ��������������������$�!�9����:�!�!����E!(F� ,����,������B �7���/����/���6����!�����9����:�$����E!$F� A��1�� ����J��5�4���=���������������'%�9!%%(:�"!�����E!%F� A�;��& �������J��5�4���=���7�������������#���������������9!%$%:�!(%��

Page 33: New Techniques for Sample Preparation

32

�E��F� /������������J��5�4���=���������������'��9!%%�:��!������E�!F� J��5�4���=��91���+�:�����!"�����������4�������5����������!����������2�� ���

4�Y+����!%%(���E��F� J����6������3�����������������������"'(�9����:�������E�"F� J����6������3�����������������������"'%�9���!:��(���E��F� 1��&������ ��5���������B��,������/��/��0 ���������������������!!�9!%%%:�

("(���E��F� B��,������&��*� 6����5�J�B�����������89��&������J����:;<<=>��!����E�'F� ����-� �#A ��0�����������������9�?������2 ���"!���2?�"�!%!�%��

9���":��6��((���E�(F� ����-� �#A ��0�������������������$�!�9����:�"!(���E�$F� B��\� ���*�&��* ��+�������, ��������������������5������������(�

������������!�������������1�� �� ����0�� ���0�����"��6��"���E�%F� B��\� ���J���J��B�]�� �������������������$�9!%%�:�(�$����E"�F� /��D�������B��\� ���J���J��B�]�� ��������7�0�����������������"��9!%%%:�

'"((���E"!F� B��\� ����������������(�9����:�!�!%���E"�F� /��Y������O���B��\� ���J���J��B�]�� ���������������������������������9����:�

(�����E""F� C��17 �������������������������$���9����:�"���E"�F� �����*�4 �������!��@�����6�'����A ������6��&�����6�������������A�!������

�������!��9!%��:������E"�F� J�A��/��60���;����1��+����J����A�� ��#��!��������������������!!�

9!%%(:�!�(����E"'F� ,�/��C�������B�������6�������������������B�.���1����+��2�C��B� 0��

���/+06���� 4�Y+����!%%%��6��'%%���E"(F� 1��&� 4 ���J��C �+����������������$(�9!%%$:�"%����

Page 34: New Techniques for Sample Preparation

33

E"$F� A��&������������A�0+���B������*� ����������!"�9���!:�'"���E"%F� ������ ��1�C��� �������������������#�6��!$�9!%%%:�!$(���E��F� B ��0��C��������������������4�����A�� �������B������J��91���+��:�A�� �

5� ���� 4�Y+����!%%���6��!�(���E�!F� *���������+��Y����� 0����������C�����������!��������������!"�9!%%%:�

�$'���E��F� �����C�������1��&� �- �7��&���7 ����*���������+��Y����� 0��������

1�+.��+�����2��0�����/�������� ��/���������9!%%':�%'����E�"F� ;��1����+0���&��;�����+��/�������� ��/���������9!%%':�%�����E��F� ����������������������������+����*�������0�����,�*��2+7��+�������

A�������!�9����:�%����E��F� ���&+�7 ��A����;+��� �(������������������#������9���":��!(���E�'F� ���� �G ������&+�7 ��?����� ���J�5��/�+7��J�J��&�+4�� ����7��������

��7�����J�;��, ���+���J�5���+���+�<��&�����������������"�9!%%(:���(���E�(F� 2�B��, ��= � �+������ �� �������� �G ������C����� ���������������C��

��0��&�����������������"�9!%%(:��!$$��E�$F� �� ��C���+4��B����� �� ������? �� ������2 ��������A�7����� ��B��

B ���/��5 ��� ���*��, �� ������'����!$�9�:�9����:�(�(���E�%F� J��D � �������C������ ��������������J�J��&�+4�����,+ ���#, �������

5����,����� ���0��J�����+�����, ������������ �� ����&�������������������9!%%�:�((!��

�E��F� A�*���-����0�������8���+ ������� �� ������� ����A��& �� ��B��

& �7 ���/��& �7+��+�<��;��&����/��&�8� �#B�7+���,��B�7+�������������$"�9!%%�:�!����

E�!F� ��7+����* ��+�+7� �������������� ����������������������!�������!����6��������!��A �4++��/�����/���.+���������

�E��F� &� ��5��0����������;�7����������;�+���������!�&�����������������

������������������ ��, �� ������� 4�Y+����������6���$���E�"F� ,�*��A+����� �����7��������������������$$��9����:�%(����

Page 35: New Techniques for Sample Preparation

34

E��F� ���O� ��B��\� ���J���J��B�]�� ����������������!��9!%%$:���(����E��F� J#���C�����#���/�+����#������7���#Y��C��7��/#J��2���B#���������#C��

/� (�&�����������������9����:�"$�����

E�'F� *�&�������+4�����*��A+����1�B��C��� ���,����5 � ��+�����Y���B��\� ���J���J��B�]�� ���&�����������������9���":�"'$%��

�����������������������������������������

Page 36: New Techniques for Sample Preparation

New Techniques for

Sample Preparation in

Analytical Chemistry

Sample preparation is often a bottleneck in systems for chemical analysis. The aim

of this work was to investigate and develop new techniques to address some of the

shortcomings of current sample preparation methods. The goal has been to provide

full automation, on-line coupling to detection systems, short sample preparation

times and high-throughput.

A new technique for sample preparation that can be connected on-line to liquid

chromatography (LC) and gas chromatography (GC) has been developed. Microex-

traction in packed syringe (MEPS) is a new solid-phase extraction (SPE) technique

that is miniaturized and can be fully automated. In MEPS approximately 1 mg of

sorbent material is inserted into a gas tight syringe (100-250 µL) as a plug. Sample

preparation takes place on the packed bed. Evaluation of the technique was done

by the determination of local anaesthetics in human plasma samples using MEPS

on-line with LC and tandem mass spectrometry (MS-MS). MEPS connected to an

autosampler was fully automated and clean-up of the samples took one minute. In

addition, in the case of plasma samples the same plug of sorbent could be used for

about 100 extractions before it was discarded.

A further aim of this work was to increase sample preparation throughput. To do

that disposable pipette tips were packed with a plug of porous polymer monoliths

as sample adsorbent and were then used in connection with 96-well plates and LC-

MS-MS. When roscovitine in human plasma and water samples was used as model

substance, a 96-plate was handled in two minutes.

Karlstad University StudiesISSN 1403-8099

ISBN 91-85335-65-7