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Novel monolithic materials for miniaturized separation techniques

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23 - Química
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Novel monolithic materials for miniaturized separation techniques

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dc.contributor.advisor	Ramis Ramos, Guillermo
dc.contributor.advisor	Herrero Martínez, José Manuel
dc.contributor.author	Carrasco Correa, Enrique Javier
dc.contributor.other	Departament de Química Analítica	es_ES
dc.date.accessioned	2015-07-23T06:39:38Z
dc.date.available	2015-07-24T03:45:05Z
dc.date.issued	2015	es_ES
dc.date.submitted	24-07-2015	es_ES
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/10550/45783
dc.description.abstract	En esta tesis, se describe el uso de nuevos materiales porosos polimericos y su potencial aplicación en técnicas de separación miniaturizadas. La primera sección (capítulos 1-3), contiene una introducción general, donde el impacto de los materiales polímeros (capítulo 2)en cromatografía es discutido. En el capítulo 3, se presenta una introducción a la caracterización de algunos polímeros y aceites esenciales. Los capítulos 1-3 se escribieron siguiendo la normativa de la Universidad Valencia. La segunda parte de esta tesis está enfocada en la preparación, caracterización y aplicación de nuevos materiales monoíticos usados en cromatografía líquida capilar y electrocromatografía (CEC). En estos sistemas miniaturizados, bajos caudales son usados, lo que implica que es necesario un control preciso del tiempo muerto y del tiempo de retraso del gradiente. Con este objetivo, un procedimiento fue desarrollado e implementado en cromatografos líquidos capilares disponibles comercialmente (capítulo 4). Este método fue aplicado a la determinación de parabenes en fluidos biologicos. En este método, columnas monolíticas de metacrilato acopladas en un equipo de cromatografía capilar y espectrometría de masas fue usado (capítulo 5). Una gran variedad de monómeros es una de las ventajas de las columnas monoliticas. Para obtener monolitos con las características cromatográficas deseadas, la modificación de la superficie del monolito es una de las estrategías comunmente escogidas. En consecuencia, es importante conocer el número de sitios reactivos disponibles para la funcionalización. En el capítulo 6, un método simple empleando cromatografía de gases y un detector de ionización de llama capaz de dar esta información fue desarrollado. En los siguientes capítulos, diferentes materiales monolíticos se prepararon modificando la superficie quimicante, para conseguir fases estacionarias con altas areas superficiales y mejora de sus propiedades cromatográficas. Para este propósito, diferentes ligandos como epinefrina (capítulo 7), fosfatidilcolina (capítulo 8) politiol (capítulo 9), un derivado de la codeina (Capítulo 10) y nanopartículas de plata (Capítulo 11) se han hecho reaccionar con la superficie de los monolítos. En muchos casos, la mejora de los porcentajes de recubrimiento han previsto a estas columnas con los más altos valoresde porcentaje de funcionalización publicados hasta la fecha. Estos materiales se han aplicado satisfactoriamente a la separación de diferentes tipos de analitos (alquil bencenos, hidrocarburos aromáticos, compuestos quirales, proteinas, etc.). Además, en la segunda parte de la tesis, se describe la síntesis de materiales polímericos híbridos usando nanopartículas magnéticas (capítulo 12). Una mejora del área respecto a los monolitos sin nanopartículas fue evidente, dando excelentes separaciones de pesticidas organofosforados. Finalmente, en la tercera parte de la tesis, se describe la caracterización de distintas materias primas por técnicas electroforéticas y cromatográficas. Polímeros solubles como el polivinil alcohol (capítulo 13), y un polímero rígidos espumoso (Rohacell, capítulo 14) usado en aplicaciones espaciales fueron estudiados. Además, se desarrollo un método para caracterizar la fracción alcoholica presente en aceites esenciales (capítulo 15) lo cual es de mucha importnacia en la industria del cuidado personal.	es_ES
dc.description.abstract	In this PhD Thesis novel porous polymer materials and their potential application in miniaturized separation techniques are mainly described. The first section (Chapters 1-3), contains a general introduction, where the impact of monolithic materials (Chapter 2) on chromatography is widely discussed. In Chapter 3, an introduction to the characterization of some polymers and essential oils is presented. Chapters 1-3 were written in compliance with the aforementioned regulation of the University of Valencia, thus constituting the required general introduction. The second part of this PhD Thesis focuses on the preparation, characterization of application of novel monolithic materials to be used in capillary/nano liquid chromatography (c/nano-LC) and in capillary electrochromatography (CEC) as separation media. In these miniaturized LC systems, low flow rates (μL min–1) are used, which implies accurate control of the dead time and delay volumes (which is particularly critical for gradient elution). With this aim, a practical procedure to implement synchronized gradient elution in commercial cLC systems was developed (Chapter 4). The benefits of synchronization on efficiency and time saving were demonstrated. Taking into account this synchronization approach, a method for the determination of parabens in biological fluids was developed. In this method, methacrylate monoliths and nano-LC coupled to mass spectrometry (MS) were used (Chapter 5). The wide variety of easily available chemistries is one of the advantages of polymeric monolithic columns. To obtain monoliths with the desired chromatographic properties, the chemical modification of reactive monoliths is one of the strategies most commonly adopted. Consequently, it is important to know both the number of reactive sites available for functionalization and the functionalization yield. In Chapter 6, a simple gas chromatography – flame ionization detector (GC-FID) method capable of providing this information is described. In the following chapters, different monolithic materials were prepared by chemical modification of its pore surface, in order to achieve stationary phases with enlarged areas and enhanced properties. For this purpose, several ligands as epinephrine (Chapter 7), phosphatidylcholine (Chapter 8), polythiol (Chapter 9), a codeine derivative (Chapter 10), and silver nanoparticles (Chapter 11), among others, have been attached onto the pore surface. In some cases, the enhancement of pore surface coverage with these ligands has provided the highest values published until now. These materials have been successfully applied in the separation of different types of target analytes (alkyl benzenes, aromatic hydrocarbonds, chiral compounds, proteins, etc.). Also, in this second part, the synthesis and applications of hybrid porous polymeric materials using magnetic nanoparticles (Chapter 12) have been described. An enhancement of the surface area of these monoliths with respect to the parent monolith, giving rise to excellent separations of organophosphorous pesticides, has been demonstrated. Finally, in the third part of this PhD Thesis, the characterization of different raw materials by electromigration and chromatographic techniques is described. Within these materials, water soluble polymers such as polyvinyl alcohol (Chapter 13) (used as additive in laundry products) and a rigid polymeric foam (Rohacell®, Chapter 14) which is used in aeronautical and space applications were studied. Also, a method for the analysis of the alcoholic constituents present in essential oils (Chapter 15), of importance in cosmetic and personal care products, was developed.	en_US
dc.format.extent	500 p.	es_ES
dc.language.iso	en	es_ES
dc.subject	Stationary phases	es_ES
dc.subject	monoliths	es_ES
dc.subject	functionalization	es_ES
dc.subject	raw materials	es_ES
dc.title	Novel monolithic materials for miniaturized separation techniques	es_ES
dc.type	doctoral thesis	es_ES
dc.subject.unesco	UNESCO::QUÍMICA	es_ES
dc.embargo.terms	0 days	es_ES