ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΥΓΡΗΣ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΦΑΡΜΑΚΩΝ ΣΕ Υ ΑΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Transcript

1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΥΓΡΗΣ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΦΑΡΜΑΚΩΝ ΣΕ Υ ΑΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ 6.1 Εισαγωγή Η παρουσία στα επιφανειακά και τα υπόγεια νερά πολλών ανόργανων και οργανικών ενώσεων που προέρχονται από ανθρώπινες δραστηριότητες συνιστά έναν εν_δυνάµει κίνδυνο για το περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία. Μία κατηγορία των ενώσεων αυτών µε τοξική δράση σε πολλούς ζωντανούς οργανισµούς είναι και τα γεωργικά φάρµακα καθώς και τα προϊόντα αποικοδόµησής τους. Για την εκτίµηση του πιθανού κινδύνου (risk assessment) για το περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία από την παρουσία των ενώσεων αυτών στο νερό απαιτείται µεταξύ άλλων και ο συνεχής προσδιορισµός (monitoring) της παρουσίας ή µη υπολειµµάτων των ενώσεων αυτών στο νερό. Η έρευνα για την ανίχνευση και τον ποσοτικό προσδιορισµό υπολειµµάτων γεωργικών φαρµάκων στα επιφανειακά και τα υπόγεια υδατοσυστήµατα είναι αντικείµενο αρκετών ερευνητικών προγραµµάτων στις περισσότερες αναπτυγµένες και αναπτυσσόµενες χώρες του κόσµου [1,2]. Για τον λόγο αυτό η ανάπτυξη νέων µεθόδων ανάλυσης υπολειµµάτων γεωργικών φαρµάκων στο νερό βρίσκεται στο κέντρο της επιστηµονικής επικαιρότητας. Θεωρητικά όλα τα γεωργικά φάρµακα, που χρησιµοποιούνται σε µια χώρα, έχουν την πιθανότητα να βρεθούν σε κάποιο από τα υδατοσυστήµατα της ίδιας αλλά και κάποιας άλλης γειτονικής χώρας. Οι κυριότεροι τρόποι µε τους οποίους τα γεωργικά φάρµακα εισέρχονται στα επιφανειακά υδατοσυστήµατα είναι µε το νερό της επιφανειακής και ηµιυπόγειας απορροής (runoff) από αγρούς ή άλλους χώρους (δρόµους, πεζοδρόµια κλπ), στους οποίους έχει γίνει εφαρµογή γεωργικών φαρµάκων [3-7], µε τις ατµοσφαιρικές κατακρηµνίσεις (αιωρούµενα σωµατίδια, βροχή, χιόνι, οµίχλη κλπ) [6,8-14], µε την µεταφορά των σταγονιδίων ψεκασµού (spray drift) [7,15] αλλά και µε απ ευθείας εφαρµογή τους στα επιφανειακά υδατοσυστήµατα για την καταπολέµηση επιβλαβών για τον άνθρωπο και τις καλλιέργειες υδρόβιων οργανισµών. Στα υπόγεια ύδατα οι κυριότεροι τρόποι εισόδου των γεωργικών φαρµάκων είναι µε την κατακόρυφη στράγγιση (leaching) νερού από το έδαφος [7,16], µε την απ ευθείας τροφοδοσία υπόγειων νερών από επιφανειακά [17] και µε την διευκολυνόµενη ροή (preferential flow) επιφανειακών νερών προς τα υπόγεια [18,19]. Οι πηγές ρύπανσης του περιβάλλοντος, όχι µόνο από γεωργικά φάρµακα αλλά γενικότερα από επικίνδυνες ουσίες, διακρίνονται σε µη-σηµειακές (non point pollution sources) και σε σηµειακές (point pollution sources), ανάλογα µε το εύρος της περιοχής, που γίνεται η αρχική είσοδος του ρυπαντή στο περιβάλλον. Οι κυριότερες από τις µησηµειακές πηγές ρύπανσης του περιβάλλοντος από γεωργικά φάρµακα είναι η χρήση των γεωργικών φαρµάκων στην γεωργία καθώς και αρκετές µη γεωργικές χρήσεις των γεωργικών φαρµάκων (όπως η χρήση ζιζανιοκτόνων για την καταπολέµηση των ζιζανίων στα πάρκα, τους δρόµους, στις γραµµές των τραίνων κλπ) [20]. Μέρος των γεωργικών φαρµάκων αυτών µπορεί να καταλήξει σε διάφορα υδατοσυστήµατα. Εκτιµάται ότι ένα ποσοστό περίπου 5% των γεωργικών φαρµάκων που εφαρµόζονται ή καταλήγουν στο έδαφος κινείται προς τα επιφανειακά υδατοσυστήµατα µε το νερό της επιφανειακής και ηµιυπόγειας απορροής, ενώ ένα ποσοστό µικρότερο του 1% κινείται προς τα υπόγεια νερά µε το νερό της κατακόρυφης στράγγισης [6]. Στις σηµειακές πηγές ρύπανσης

2 συµπεριλαµβάνονται µεταξύ άλλων τα απόβλητα των γεωργικών βιοµηχανιών, διάφορα ατυχήµατα σε εργοστάσια παρασκευής και τυποποίησης γεωργικών φαρµάκων, ατυχήµατα κατά την µεταφορά των γεωργικών φαρµάκων, απώλειες κατά την παρασκευή των ψεκαστικών υγρών κλπ. Τα επιφανειακά και τα υπόγεια ύδατα εκτός από τη χρήση τους στη βιοµηχανία και τη γεωργία αποτελούν πηγή υδροδότησης του πληθυσµού σε όλες τις χώρες του κόσµου. Είναι συνεπώς απαραίτητο να ελέγχονται για την ύπαρξη τοξικών υπολειµµάτων γεωργικών φαρµάκων. Η Ευρωπαϊκή Ένωση µε την οδηγία 778/80 που αφορά την ποιότητα των πόσιµων νερών [21] ορίζει ως ανώτατο επιτρεπτό όριο (Maximum Permissible Level, MPL) συγκέντρωσης ενός γεωργικού φαρµάκου στο πόσιµο νερό το 0.1_µg/l (ppb), ενώ το σύνολο των γεωργικών φαρµάκων στο πόσιµο νερό σύµφωνα µε την οδηγία αυτή δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 0.5_µg/l. Τα όρια αυτά δεν έχουν τοξικολογική κάλυψη και δεν είναι παρά τα όρια ανίχνευσης και ποσοτικού προσδιορισµού των µεθόδων ανάλυσης γεωργικών φαρµάκων της δεκαετίας του 80. Η οδηγία αυτή είναι σήµερα σχεδόν είκοσι ετών και παρά τις αντιδράσεις, που έχουν εκφραστεί για την πρακτική της εφαρµογή, παραµένει ακόµα σε ισχύ και σχεδόν όλα τα κράτη µέλη της Ευρωπαϊκής Ένωσης έχουν ήδη προσαρµόσει το εθνικό τους δίκαιο σύµφωνα µε την οδηγία αυτή. Στις Η.Π.Α. και τον Καναδά τα ανώτατα επιτρεπτά όρια συγκέντρωσης των γεωργικών φαρµάκων στο νερό στηρίχθηκαν σε τοξικολογικές µελέτες [22]. Σε τοξικολογικά δεδοµένα στηρίχθηκε και η Παγκόσµια Οργάνωση Υγείας και συνέστησε ανώτατα επιτρεπτά όρια για 60 γεωργικά φάρµακα στο νερό [23]. Σε µια προσπάθεια µελέτης της έκτασης του φαινοµένου της ρύπανσης του περιβάλλοντος από γεωργικά φάρµακα και των επιπτώσεων που αυτή επιφέρει στο περιβάλλον και τον άνθρωπο πολλές χώρες έχουν αναπτύξει, όπως ήδη αναφέρθηκε, προγράµµατα για την καταγραφή της ρύπανσης των επιφανειακών και των υπόγειων νερών από γεωργικά φάρµακα. Για τον σκοπό αυτό χρειάζονται πολυδύναµες (multiresidue) αναλυτικές µέθοδοι µε τις οποίες να ταυτοποιούνται και να προσδιορίζονται ποσοτικά όσο το δυνατόν περισσότερα γεωργικά φάρµακα καθώς και τα προϊόντα αποικοδόµησής τους σε πολύ χαµηλές συγκεντρώσεις (trace level determination) στο νερό. Για την ανάλυση των γεωργικών φαρµάκων στο νερό σε πολύ χαµηλές συγκεντρώσεις απαιτείται πριν από την ανάλυση του δείγµατος ένα στάδιο προσυγκέντρωσης (preconcentration) των γεωργικών φαρµάκων που περιέχονται στο δείγµα. Στις περισσότερες πολυδύναµες µεθόδους ανάλυσης, που αναπτύχθηκαν µέχρι τώρα για την ανίχνευση και τον ποσοτικό προσδιορισµό γεωργικών φαρµάκων στο νερό, οι τεχνικές που χρησιµοποιούνται για την προσυγκέντρωση των συστατικών του δείγµατος είναι η εκχύλιση υγρής-υγρής φάσης (Liquid-Liquid Extraction, LLE) και η εκχύλιση στερεάς φάσης (Solid Phase Extraction, SPE). Τα τελευταία χρόνια η εκχύλιση στερεάς φάσης κερδίζει έδαφος έναντι της εκχύλισης υγρής-υγρής φάσης διότι: α) η συµµετοχή του ανθρώπινου παράγοντα στην παρασκευή του δείγµατος είναι περιορισµένη και συνεπώς το αντίστοιχο αναλυτικό σφάλµα είναι µικρό, β) περιλαµβάνει µικρότερο αριθµό σταδίων στην παρασκευή του δείγµατος µε αποτέλεσµα το σφάλµα λόγω απωλειών στο δείγµα να είναι µικρότερο, γ) καταναλώνεται µικρότερη ποσότητα επικίνδυνων οργανικών διαλυτών και δ) έχει την δυνατότητα του αυτοµατισµού και της ενσωµάτωσης της διαδικασίας εκχύλισης σε πιο σύνθετες τεχνικές ανάλυσης (hyphenated techniques).

3 Το παρασκευασθέν δείγµα σε όλες σχεδόν τις µεθόδους αυτές αναλύεται στην συνέχεια ή µε την τεχνική της υγρής χρωµατογραφίας υψηλής απόδοσης (HPLC) [24-54] ή µε την τεχνική της αέριας χρωµατογραφίας (GC) [55-74]. Οι µέθοδοι που χρησιµοποιούν την τεχνική της υγρής χρωµατογραφίας έχουν ευρύτερο φάσµα εφαρµογής από τις µεθόδους που χρησιµοποιούν την τεχνική της αέριας χρωµατογραφίας, διότι µε την τεχνική της υγρής χρωµατογραφίας αναλύεται άµεσα ευρύτερο φάσµα χηµικών οµάδων γεωργικών φαρµάκων. Πολλές χηµικές οµάδες γεωργικών φαρµάκων, όπως τα καρβαµιδικά και οι καρβαµοϋλοξίµες, οι υποκατεστηµένες ουρίες, οι σουλφονυρουρίες, τα φαινοξυαλκανοϊκά και διάφορα φαινολικά παράγωγα, παρουσιάζουν προβλήµατα στην ανάλυσή τους µε την τεχνική της αέριας χρωµατογραφίας διότι οι ενώσεις που ανήκουν στις οµάδες αυτές ή δεν είναι αρκετά πτητικές για να αναλυθούν µε αέρια χρωµατογραφία ή είναι θερµικά ασταθείς στις συνήθεις θερµοκρασίες λειτουργίας της αερίου χρωµατογραφίας. Για την ανάλυσή τους µε την τεχνική της αέριας χρωµατογραφίας όλες οι παραπάνω ενώσεις χρειάζεται να µετατραπούν πρώτα σε πτητικά και θερµικώς σταθερά παράγωγα [55-59,64,68]. Κάτι τέτοιο όµως προσθέτει επιπλέον στάδια στην ανάλυση των ενώσεων αυτών αυξάνοντας έτσι την πολυπλοκότητα της µεθόδου και παράλληλα µειώνει τις πιθανότητες για αυτοµατισµό της αναλυτικής διαδικασίας. Από τις µεθόδους που έχουν αναπτυχθεί για την ανάλυση υπολειµµάτων γεωργικών φαρµάκων στο νερό και στηρίζονται στην τεχνική της υγρής χρωµατογραφίας οι µέθοδοι που χρησιµοποιούν την τεχνική της εκχύλισης στερεάς φάσης για την προσυγκέντρωση των συστατικών του δείγµατος «εν_σειρά» (on-line) µε την υγρή χρωµατογραφική ανάλυση συγκεντρώνουν ολοένα και περισσότερο ενδιαφέρον λόγω της δυνατότητας που προσφέρουν για αυτοµατοποίηση και λειτουργία χωρίς την παρέµβαση του χειριστή [24-33,35,37-41,43,44,46,47,50,51]. Με τον όρο «εν_σειρά» αναφερόµαστε στην διάταξη εκείνη στην οποία η έκλουση των συστατικών του δείγµατος από την µικροστήλη εκχύλισης στερεάς φάσης γίνεται µε την ροή της κινητής φάσης του αναλυτικού χρωµατογραφικού συστήµατος. Στις περισσότερες από τις µεθόδους που χρησιµοποιούν την τεχνική της αέριας χρωµατογραφίας η εκχύλιση στερεάς φάσης για την προπαρασκευή του δείγµατος και η ανάλυση του δείγµατος γίνονται σε δύο διαδοχικά ξεχωριστά µεταξύ τους στάδια (off-line). Αν και πρόσφατα αναπτύχθηκαν συστήµατα που στηρίζονται στην τεχνική της αέριας χρωµατογραφίας για την αυτόµατη εκχύλιση και ανάλυση γεωργικών φαρµάκων σε δείγµατα νερού, αυτά βρίσκονται ακόµα σε ερευνητικό επίπεδο [63,65]. Οι περισσότερες από τις µεθόδους ανάλυσης γεωργικών φαρµάκων στο νερό που βασίζονται στην τεχνική της υγρής χρωµατογραφίας αναπτύχθηκαν για την ανάλυση συγκεκριµένων οµάδων γεωργικών φαρµάκων [28,42,47,49,52-54]. Συνεπώς σήµερα για τον πλήρη έλεγχο της ποιότητας του νερού, όσον αφορά την παρουσία ή µη υπολειµµάτων γεωργικών φαρµάκων, απαιτείται η εφαρµογή πολυάριθµων µεθόδων µε αποτέλεσµα το έργο αυτό να είναι πολυδάπανο και χρονοβόρο. Στις µεθόδους αυτές το χρησιµοποιούµενο χρωµατογραφικό σύστηµα είναι συνήθως εξοπλισµένο µε ανιχνευτή φωτοδιόδων, ο οποίος επιτρέπει και την µερική ταυτοποίηση των ανιχνευοµένων ουσιών βασιζόµενος στα χαρακτηριστικά του φάσµατος απορρόφησής τους στην περιοχή του υπεριώδους φωτός (UV). Στις ελάχιστες µεθόδους, που αναπτύχθηκαν µέχρι σήµερα για την ανάλυση των Ν-µεθυλο-καρβαµιδικών γεωργικών φαρµάκων, η ανίχνευση

4 πραγµατοποιείται µε ανιχνευτή φθορισµού µετά από αλκαλική υδρόλυση και παραγωγοποίηση [35,38,40,75]. Στις µεθόδους που βασίζονται σε υγρή χρωµατογραφική ανάλυση του δείγµατος και ανίχνευση µε ανιχνευτή φωτοδιόδων η αξιοπιστία των ταυτοποιήσεων, που γίνονται µε σύγκριση των φασµάτων απορρόφησης στο UV µε τα αντίστοιχα φάσµατα των προτύπων ουσιών, δεν είναι επαρκής για θετική ταυτοποίηση των ανιχνευοµένων ενώσεων και οι σχετικές µέθοδοι, χρησιµοποιούνται κυρίως για προκαταρτική ανάλυση των δειγµάτων, ενώ περαιτέρω θετική ταυτοποίηση των ανιχνευοµένων ουσιών πρέπει να γίνει και µε άλλες µεθόδους (κυρίως µε µεθόδους βασιζόµενες στην αέρια χρωµατογραφία σε συνδυασµό µε φασµατογραφία µαζών, GC-MS). Μια οριστική λύση στο πρόβληµα αυτό φαίνεται ότι θα δώσει η ανάπτυξη συστηµάτων υγρής χρωµατογραφικής ανάλυσης συνδυασµένων µε φασµατογραφία µαζών (LC-MS και ιδίως LC-MS-MS) [28,32-34,39,42,44,47-50,52,53]. Το κόστος των συστηµάτων αυτών όµως παραµένει ακόµα πολύ υψηλό και καθιστά την τεχνολογία αυτή µη προσπελάσιµη στα εµπλεκόµενα εργαστήρια. Ο σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη µιας µεθόδου υγρής χρωµατογραφίας για τον προσδιορισµό υπολειµµάτων ενός ευρέως φάσµατος χηµικών οµάδων γεωργικών φαρµάκων στο νερό, που να ικανοποιεί τις απαιτήσεις της Ευρωπαϊκής Ένωσης για το πόσιµο νερό. Στην µέθοδο αυτή, σε αντίθεση µε τις υφιστάµενες µεθόδους που έχουν αναπτυχθεί για ανάλυση συγκεκριµένων οµάδων γεωργικών φαρµάκων, έγινε προσπάθεια να συµπεριληφθούν όλες σχεδόν οι οµάδες των γεωργικών φαρµάκων που κυκλοφορούν στην χώρα µας και υπάρχει πιθανότητα µέλη των οµάδων αυτών να ανιχνευτούν στα επιφανειακά και υπόγεια νερά. Ιδιαίτερη έµφαση δόθηκε στα γεωργικά φάρµακα εκείνα των οποίων η ανάλυση µε την τεχνική της αέριας χρωµατογραφίας παρουσιάζει προβλήµατα. Για την ανίχνευση των γεωργικών φαρµάκων που συµπεριλήφθηκαν στην µέθοδο χρησιµοποιείται ανιχνευτής φωτοδιόδων. Ο ανιχνευτής αυτός είναι απλός στην κατασκευή, εύκολος στην χρήση, το κόστος της προµήθειάς του δεν είναι τόσο υψηλό και δεν απαιτεί πολύ εξειδικευµένο τεχνικό προσωπικό για τη λειτουργία του. Η αξιοπιστία των ταυτοποιήσεων όµως που επιτυγχάνονται µε την σύγκριση των φασµάτων απορρόφησης στο UV δεν είναι, όπως ήδη αναφέρθηκε, πάρα πολύ µεγάλη και περαιτέρω θετική ταυτοποίηση των ανιχνευοµένων ενώσεων πρέπει να γίνει και µε µια άλλη µέθοδο που χρησιµοποιεί φασµατογραφία µαζών. Συνεπώς η προτεινόµενη µέθοδος µπορεί να χρησιµοποιηθεί µόνο για προκαταρτική ανάλυση των δειγµάτων. Τα Ν-µεθυλο-καρβαµιδικά και οι Ν-µεθυλο-καρβαµοϋλοξίµες, για τα οποία η ευαισθησία του ανιχνευτή φωτοδιόδων είναι µικρή, ανιχνεύονται επιπλέον και µε ανιχνευτή φθορισµού µετά από αλκαλική υδρόλυση και παραγωγοποίηση. Οι δύο ανιχνευτές είναι συνδεδεµένοι εν σειρά και µεταξύ τους παρεµβάλλεται η συσκευή παραγωγοποίησης. Η µεγάλη ευαισθησία του ανιχνευτή φθορισµού καθιστά δυνατή την ανίχνευση των Ν-µεθυλο-καρβαµιδικών γεωργικών φαρµάκων σε πολύ χαµηλά επίπεδα [35,38]. Οι αντιδράσεις που λαµβάνουν χώρα στην συσκευή παραγωγοποίησης είναι πολύ εκλεκτικές για τις Ν-µεθυλο-καρβαµιδικές ενώσεις και το στοιχείο αυτό χρησιµοποιείται σαν ένα επιπλέον στοιχείο για την ταυτοποίηση των ενώσεων αυτών. Μεγάλη σηµασία δόθηκε στον αυτοµατισµό της λειτουργίας του αναλυτικού συστήµατος στο οποίο στηρίζεται η προτεινόµενη µέθοδος, ώστε να µπορεί αυτό να

5 λειτουργεί χωρίς την παρουσία του χειριστή, παρέχοντας έτσι τη δυνατότητα να χρησιµοποιηθεί για την αυτόµατη ανάλυση υπολειµµάτων γεωργικών φαρµάκων σε δείγµατα νερού στο πεδίο (on-site) δίπλα στον υδάτινο αποδέκτη, λειτουργώντας σαν σύστηµα έγκαιρης προειδοποίησης (early warning system).

6 6.2 Αντιδραστήρια, υλικά και αναλυτικά όργανα Αντιδραστήρια και υλικά Αντιδραστήρια. Οι πρότυπες ουσίες γεωργικών φαρµάκων αγοράστηκαν από τις Riedel de Haen (Seelze-Hannover, Germany), Chem Service (West Chester, PA, USA) και Promochem (Ausburg, Germany). Ορισµένες (atrazine, desisopropyl-atrazine, desethylatrazine, hydroxyatrazine και metolachlor) ήταν δωρεά της CIBA (Basel, Switzerland). Για την παρασκευή του ρυθµιστικού διαλύµατος που χρησιµοποιείται ως συστατικό της κινητής φάσης χρησιµοποιούνται δισόξινο φωσφορικό κάλιο 99.5% (Merck, Darmstad, Germany) και φωσφορικό οξύ περιεκτικότητας 84% (Prolabo, Paris, France). Για την παρασκευή των αντιδραστηρίων παραγωγοποίησης χρησιµοποιούνται υδροξείδιο του νατρίου 99% και βορικό οξύ 99.8% (Riedel de Haen) καθώς και ο- φθαλαλδεϋδη και υδροχλωρική Ν,Ν-διµέθυλο-2-µερκαπτοαιθυλαµίνη (Pickering Laboratories, Mountain_View, CA, USA). ιαλύτες. Το ακετονιτρίλιο που χρησιµοποιείται σαν συστατικό της κινητής φάσης είναι HPLC-grade (Merck). Πριν από την χρήση του φιλτράρεται µε φίλτρο µεµβράνης διαµέτρου πόρων 0.45_µm (Millipore, Bedford, MA,_USA). Για την παρασκευή των προτύπων διαλυµάτων αναφοράς χρησιµοποιείται µεθανόλη HPLC-grade (Merck). Το νερό που χρησιµοποιείται ως συστατικό της κινητής φάσης, είναι απεσταγµένο νερό, φιλτραρισµένο από φίλτρο µεµβράνης διαµέτρου πόρων 0.2_µm (Gelman Sci., Ann Arbor, Michigan, USA). Χρησιµοποιήθηκε επίσης διάλυµα 1Ν υδροχλωρικού οξέος, που παρασκευάστηκε µε αραίωση πυκνού υδροχλωρικού οξέος 37% pro analysi (Riedel de Haen). Χρωµατογραφικά υλικά. Για την εκχύλιση των δειγµάτων του νερού χρησιµοποιούνται οι µικροστήλες εκχύλισης στερεάς φάσης PRP-1,_10x3_mm,_15-25_µm (Spark Holland, Emmen, The Netherlands). οκιµάστηκαν επίσης οι µικροστήλες Hypersil_C- 18,_10x3_mm,_10_µm (Spark Holland) καθώς και οι µικροστήλες Lichrolut_EN 10x3mm,_22&7_µm (Merck). Για την ανάλυση των δειγµάτων χρησιµοποιείται η αναλυτική στήλη Nucleosil_100_C-18, 150x4.6_mm, 5_µm (Rigas Labs, Θεσσαλονίκη). οκιµάστηκαν επίσης οι αναλυτικές στήλες Zorbax_SB-18, 150x4.6_mm,_5_µm (Rockland_Technologies, Chadds_Ford, PA, USA), Purospher_RP- 18, 125x4.6_mm, 5_µm (Merck), Lichrospher_RP-18, 150x4.6_mm, 5_µm (MZ, Mainz, Germany), και Lichrolut_EN_150x4.6_mm,_7_µm (Merck). Για την προστασία της αναλυτικής στήλης χρησιµοποιούνται προστήλες Nucleosil_100_C-18, 10x4.6_mm,_5_µm (Alltech, Deerfild, IL, USA) Αναλυτικά όργανα Η εκχύλιση στερεάς φάσης για την προσυγκέντρωση του δείγµατος επιτελείται µε τη βοήθεια του συστήµατος PROSPEKT (Spark Holland). Το PROSPEKT αποτελείται από µία µονάδα η οποία φέρει τις δεσµίδες µε τις µικροστήλες εκχύλισης στερεάς φάσης και από µία µονάδα προώθησης διαλυτών (Solvent Delivery Unit, SDU). Οι µικροστήλες εκχύλισης εναλλάσσονται αυτόµατα µε ειδικό µηχανισµό, ο οποίος φέρεται σε µία βαλβίδα έξι εισόδων και δύο θέσεων (six port two position valve) Model_7010

7 (Rheodyne, Cotati, CA, USA). Η µία θέση είναι για την εισαγωγή και την προσυγκέντρωση του δείγµατος, ενώ η άλλη για την έκλουση των συστατικών του µε την ροή της κινητής φάσης όταν η µικροστήλη εκχύλισης τίθεται εν σειρά (on-line) µε την αναλυτική στήλη. Η µονάδα προώθησης διαλυτών αποτελείται από µία αντλία και µία βαλβίδα έξι εισόδων. Από τις έξι αυτές εισόδους οι δύο διατίθενται για την προώθηση του ακετονιτριλίου και του απεσταγµένου νερού που χρησιµοποιούνται για την ενεργοποίηση της µικροστήλης πριν από την εισαγωγή του δείγµατος. Άλλες δύο είσοδοι διατίθενται για την προώθηση των δειγµάτων ανάκτησης και οι υπόλοιπες διατίθενται για την προώθηση των προς ανάλυση δειγµάτων. Το σύστηµα υγρής χρωµατογραφίας υψηλής απόδοσης (HPLC) αποτελείται από την αντλία 222_D (SSI, State College, PA, USA) και τον ρυθµιζόµενο αναµίκτη (gradient controller) 232_C (SSI). Η εισαγωγή των πρότυπων διαλυµάτων για την κατασκευή της καµπύλης αναφοράς γίνεται µε τον αυτόµατο δειγµατολήπτη Marathon Basic (Spark Holland), που είναι εξοπλισµένος µε βαλβίδα εισαγωγής δείγµατος Model_7010 (Rheodyne), η οποία φέρει σπείρα εισαγωγής δείγµατος (loop) όγκου 20_µl. Ο αυτόµατος δειγµατολήπτης ελέγχεται κατ ευθείαν από τον µικροεπεξεργαστή του PROSPEKT µέσω ενός καλωδίου RS-232. Το σύστηµα υγρής χρωµατογραφίας είναι εξοπλισµένο µε ένα ανιχνευτή φωτοδιόδων και έναν ανιχνευτή φθορισµού τοποθετηµένους εν σειρά. Ο ανιχνευτής φωτοδιόδων είναι ο 996_PDA (Waters, Mildford, MA, USA). Ο ανιχνευτής αυτός έχει 512 φωτοδιόδους και µπορεί να καλύψει την περιοχή του φάσµατος από 190_nm µέχρι 800_nm. Η µέγιστη ικανότητα διάκρισης µεταξύ διαφορών στα φάσµατα (spectrum resolution) είναι 1.2_nm. ιαθέτει κυψελίδα όγκου 10_µl. Ο ανιχνευτής φθορισµού είναι ο 980_Spectroflow (Kratos Analytical, Ramsen, NJ, USA). ιαθέτει ρυθµιζόµενο µήκος κύµατος διέγερσης, ενώ το µήκος κύµατος εκποµπής ρυθµίζεται µε επιλογή και τοποθέτηση του επιθυµητού φίλτρου. ιαθέτει κυψελίδα όγκου 5_µl. Μεταξύ των δύο ανιχνευτών παρεµβάλλεται το σύστηµα παραγωγοποίησης (post column derivatizator) Prometheus_300 (Rigas Labs) που είναι εφοδιασµένο µε δύο σπείρες αντίδρασης (reaction coils). Τα αντιδραστήρια για τις αντιδράσεις παραγωγοποίησης προωθούνται στις σπείρες αντίδρασης µε την βοήθεια δύο αντλιών Marathon_I (Rigas Labs). Το σήµα και των δύο ανιχνευτών καταγράφεται από ηλεκτρονικό υπολογιστή (Η/Υ), ο οποίος λειτουργεί κάτω από το λογισµικό Millenium_2010 (Waters). Το σήµα του ανιχνευτή φθορισµού καταγράφεται από τον υπολογιστή µέσω του µετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό σήµα (analog to digital converter, Α/D) SATIN (Waters). Αυτοµατοποίηση της λειτουργίας. Η λειτουργία όλων των παραπάνω τµηµάτων του αναλυτικού συστήµατος ελέγχεται και συγχρονίζεται από το PROSPEKT µε τη βοήθεια των πέντε εξωτερικών ηλεκτρικών σηµάτων διέγερσης (external outputs) που αυτό διαθέτει. Με το πρώτο εξωτερικό ηλεκτρικό σήµα ελέγχεται η έναρξη της καταγραφής του σήµατος από τους δύο ανιχνευτές, ενώ µε το δεύτερο σήµα ελέγχεται ο ρυθµιζόµενος αναµίκτης της κινητής φάσης για την έναρξη της ανάλυσης του δείγµατος. Το τρίτο και το τέταρτο από τα εξωτερικά ηλεκτρικά σήµατα του PROSPEKT ελέγχουν την έναρξη και τη διακοπή της παροχής των αντιδραστηρίων στις δύο σπείρες αντίδρασης της συσκευής παραγωγοποίησης. Το πέµπτο σήµα µηδενίζει το σήµα του ανιχνευτή φθορισµού πριν την έναρξη της ανάλυσης. Μια σχηµατική αναπαράσταση του αναλυτικού συστήµατος δίνεται στο Σχήµα 6.1.

8 Η αυτόµατη λειτουργία όλου του συστήµατος ελέγχεται από τον µικροεπεξεργαστή του PROSPEKT. Από τον µικροεπεξεργαστή αυτόν προγραµµατίζεται πόσα και ποια δείγµατα θα αναλυθούν, καθώς και η σειρά που αυτά θα αναλυθούν. Για την ανάλυση κάθε δείγµατος είναι υπεύθυνο ένα πρόγραµµα Υδραυλικές συνδέσεις Ηλεκτρονικές συνδέσεις Εξωτερικά σήµατα διέγερσης του PROSPEKT ΑΝΙΧΝΕΥΤΗΣ ΦΘΟΡΙΣΜΟΥ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΑ Σ A/D Η/Υ ΕΚΤΥΠΩΤΗΣ ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΣΠΕΙΡΑ ΣΠΕΙΡΑ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗ ΣΦΩΤΟ ΙΟ 1 HPLC-H 2O 2 CH 3CN 3 ΕΙΓΜΑ 2 1 ΣΥΣΚΕΥΗ ΠΑΡΑΓΩΓΟΠΟΙΗΣΗ Α Ν Α Λ 4 ΕΙΓΜΑ 5 FORTIFIED 6 FORTIFIED Αντιδραστήρια Παραγωγοποίησης Σ Τ Η Λ PROSPEKT - AUX ΑΝΤΛΙΑ ΡΥΘΜΙΣΤΗΣ ΣΥΣΤΑΣΗΣ ΜΙΚΡΟΣΤΗΛΗ SPE SD A ιαλύτες κινητής φάσης B ΣΥΣΤΗ ΜΑ ΑΥΤΟΜΑΤΟΣ ΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΗ Σ ΑΠΟΒΛΗΤΑ PROSPE Σχήµα 6.1. Σχηµατική αναπαράσταση του αναλυτικού συστήµατος. (runprogram). Το πρόγραµµα αυτό ελέγχει την θέση του συστήµατος προώθησης διαλυτών (SDU) απ όπου θα αντληθεί το δείγµα, αν πρόκειται για πραγµατικό δείγµα νερού ή δείγµα ανάκτησης, ή την θέση στον αυτόµατο δειγµατολήπτη, αν πρόκειται για πρότυπο διάλυµα αναφοράς. Περιέχει επίσης δύο υποπρογράµµατα το πρώτο εκ των οποίων ελέγχει τις παραµέτρους εισαγωγής των προτύπων διαλυµάτων στο σύστηµα για ανάλυση και το δεύτερο ελέγχει όλη την διαδικασία προσυγκέντρωσης των πραγµατικών δειγµάτων ή των δειγµάτων ανάκτησης στο PROSPEKT καθώς και την εισαγωγή τους στο σύστηµα για ανάλυση.

9 Κάθε τµήµα του συστήµατος προγραµµατίζεται ξεχωριστά στην αρχή για τις παραµέτρους λειτουργίας του. Στην συνέχεια στον µικροεπεξεργαστή του PROSPEKT προγραµµατίζεται ο αριθµός και η σειρά των δειγµάτων που θα αναλυθούν µε κατάλληλη επιλογή των προγραµµάτων (runprograms) που είναι υπεύθυνα για την ανάλυση του κάθε δείγµατος. Με µία απλή εντολή εκκίνησης της ακολουθίας ανάλυσης (analysis sequence) το σύστηµα ξεκινά την αυτόµατη ανάλυση των επιλεγµένων δειγµάτων, χωρίς να χρειάζεται στο ενδιάµεσο η παρέµβαση ή ακόµη η παρουσία του χειριστή.

10 6.3. Ανάπτυξη και βελτιστοποιήση της αναλυτικής µεθόδου Κάθε στάδιο της αναλυτικής µεθόδου αναπτύχθηκε και βελτιστοποιήθηκε χωριστά. Για τον σκοπό αυτό χρησιµοποιήθηκαν πρότυπα διαλύµατα αναφοράς των διαφόρων γεωργικών φαρµάκων καθώς και δείγµατα ανάκτησης σε διάφορα επίπεδα συγκέντρωσης τα οποία παρασκευάστηκαν µε χρήση των προαναφερθέντων προτύπων διαλυµάτων. Πυκνά διαλύµατα προτύπων ουσιών παρασκευάζονται για κάθε γεωργικό φάρµακο ξεχωριστά σε συγκέντρωση 1_mg/ml σε µεθανόλη διαλύοντας 50_mg από το κάθε γεωργικό φάρµακο σε 50_ml µεθανόλη. Για την διάλυση των hydroxyatrazine και simazine προστίθενται επίσης µερικές σταγόνες διαλύµατος 1Ν υδροχλωρικού οξέος. Τα διαλύµατα αυτά αποθηκεύονται σε σφραγισµένα φιαλίδια σε συνθήκες κατάψυξης ( C). Από τα πυκνά αυτά διαλύµατα των προτύπων ουσιών παρασκευάζονται πρότυπα διαλύµατα µε µίγµατα γεωργικών φαρµάκων σε συγκέντρωση 50_µg/ml για κάθε γεωργικό φάρµακο µε προσθήκη 2.5_ml από το κάθε πυκνό διάλυµα γεωργικού φαρµάκου σε ογκοµετρική φιάλη των 50_ml και συµπλήρωση µέχρι του τελικού όγκου µε µεθανόλη. Με κατάλληλες αραιώσεις των µικτών αυτών προτύπων διαλυµάτων µε µεθανόλη παρασκευάζονται οι συγκεντρώσεις 10, 5, 2.5, 1, 0.5, 0.1, 0.05 και 0.025_µg/ml. Τα γεωργικά φάρµακα χωρίστηκαν σε οκτώ υποοµάδες βάση του χρόνου έκλουσής τους από την αναλυτική στήλη. Παρασκευάζονται συνολικά οκτώ σειρές προτύπων διαλυµάτων αναφοράς. Τα διαλύµατα αυτά αποθηκεύονται σε συνθήκες ψυγείου (~ 4 0 C) και ανανεώνονται κάθε δύο µήνες. Για το διάστηµα αυτό δεν παρατηρήθηκε καµία αλλοίωση της σύστασης των παρασκευαζοµένων διαλυµάτων. Με την βοήθεια των διαλυµάτων αυτών κατασκευάζονται οι καµπύλες αναφοράς και για τους δύο ανιχνευτές καθώς και οι βιβλιοθήκες µε τα φάσµατα απορρόφησης στο UV των γεωργικών φαρµάκων. Οι βιβλιοθήκες αυτές χρησιµοποιούνται για την ταυτοποίηση των ανιχνευοµένων κορυφών στα πραγµατικά δείγµατα και στα δείγµατα ανάκτησης. Τα δείγµατα ανάκτησης παρασκευάζονται µε προσθήκη κατάλληλου όγκου από τα πρότυπα διαλύµατα αυτά σε πραγµατικά δείγµατα νερού από τον ποταµό Αξιό, τα οποία έχουν προηγουµένως αναλυθεί για την ύπαρξη ή όχι σε αυτά ανιχνεύσιµων ποσοτήτων γεωργικών φαρµάκων (µάρτυρες). Για τον ανιχνευτή φωτοδιόδων κατασκευάζονται καµπύλες αναφοράς εννέα σηµείων µε τις συγκεντρώσεις 50, 25, 10, 5, 2.5, 1, 0.5, 0.25 και 0.1_µg/ml. Οι καµπύλες αναφοράς αυτές είναι γραµµικές από τα 2_ng µέχρι τα 1000_ng µε συντελεστή γραµµικής συσχέτισης r> Για τον ανιχνευτή φθορισµού κατασκευάζονται καµπύλες αναφοράς επίσης εννέα σηµείων µε τις συγκεντρώσεις 10, 5, 2.5, 1, 0.5, 0.25, 0.1, 0.05 και 0.025_µg/ml. Οι καµπύλες αυτές είναι γραµµικές από τα 0.5_ng µέχρι και τα 200_ng µε συντελεστή γραµµικής συσχέτισης r> Από την στιγµή της κατασκευής των καµπυλών αναφοράς, οι καµπύλες αυτές ανανεώνονται µε ανάλυση τριών προτύπων διαλυµάτων διαφόρων συγκεντρώσεων κάθε ηµέρα. Οι καµπύλες αναφοράς είναι σταθερές για µήνες συνεχούς λειτουργίας και για τους δύο ανιχνευτές και οι αποκλίσεις που παρατηρούνται κάθε ηµέρα είναι αµελητέες. Η οµαλή λειτουργία του συστήµατος επιβεβαιώνεται καθηµερινά µε την ανάλυση ενός ή δύο δειγµάτων ανάκτησης. Αν οι ανακτήσεις για τυχαία επιλεγόµενα γεωργικά φάρµακα κυµαίνονται µέσα στην τυπική απόκλιση του µέσου όρου τους, όπως αυτή

11 υπολογίστηκε κατά την ανάπτυξη της αναλυτικής µεθόδου, τότε η λειτουργία του συστήµατος συνεχίζεται κανονικά. Πλήρης επαναβελτιστοποίηση των παραµέτρων λειτουργίας του συστήµατος απαιτείται µετά από συνεχή λειτουργία άνω των τριών µηνών ή όταν αλλάζουµε κάποιο βασικό για την λειτουργία του τµήµα (π.χ. την αναλυτική στήλη). Οι παράµετροι λειτουργίας των διαφόρων τµηµάτων του συστήµατος παρουσιάζονται στον Πίνακα 6.1. Στις επόµενες παραγράφους ακολουθεί λεπτοµερής περιγραφή της ανάπτυξης της αναλυτικής µεθόδου για κάθε τµήµα του συστήµατος ξεχωριστά Μέθοδος υγρής χρωµατογραφικής ανάλυσης Η ανάλυση των συστατικών του δείγµατος γίνεται µε υγρή χρωµατογραφία αντιστρόφου φάσεως (reverse phase) σε αναλυτική στήλη C-18. Οι απαιτήσεις από µία αναλυτική στήλη για να κριθεί κατάλληλη για το σύστηµα αυτό είναι οι εξής: α) να χρωµατογραφεί ικανοποιητικά όλα τα υπό µελέτη γεωργικά φάρµακα. β) να παρέχει λεπτές και συµµετρικές κορυφές για όλες τις υπό εξέταση ουσίες. Πίνακας 6.1. Παράµετροι λειτουργίας του αυτόµατου συστήµατος Αναλυτική στήλη: Nucleosil 100 C-18, 150x4.6_mm, 5_µm Προστήλη: Nucleosil 100 C-18, 10x4.6_mm, 5_µm Κινητή φάση: ιαλύτης Α: 10_mM ρυθµιστικό διάλυµα KH 2 PO 4 /H 3 PO 4, ph=3 ιαλύτης Β: Ακετονιτρίλιο/Η 2 Ο 90:10 Σύσταση κινητής min %B Ροή (ml/min) φάσης: Θερµοκρασία στήλης: Θερµοκρασία περιβάλλοντος Μικροστήλη εκχύλισης PRP-1, 10x2_mm, 15-25_µm στερεάς φάσης: Ενεργοποίηση της 10_ml ακετονιτρίλιο και 10_ml απεσταγµένο νερό µε µικροστήλης: 5_ml/min Όγκος δείγµατος: 100_ml µε 5_ml/min ph δείγµατος: ph=3 µε H 3 PO 4 Σπείρα αντίδρασης 1: Όγκος=500_µl, Θερµοκρασία=100 0 C Αντιδραστήριο 1: 0.2% NaOH (ph=13) Ροή Αντιδραστηρίου 1: 0.3_ml/min Σπείρα αντίδρασης 2: Αντιδραστήριο 2: Ροή Αντιδραστηρίου 2: Παράµετροι Όγκος=300_µl, Θερµοκρασία περιβάλλοντος 0.01% ο-φθαλαλδεϋδη και 0.2% υδροχλωρική Ν,Νδιµεθυλο-2-µερκαπτοαιθυλαµίνη σε ρυθµιστικό διάλυµα 0.3% βορικό οξύ και 0.09% NaOH (ph=9.1) 0.3_ml/min Περιοχή φάσµατος: _nm

12 λειτουργίας ανιχνευτή φωτοδιόδων: Παράµετροι λειτουργίας ανιχνευτή φθορισµού: ιακριτική ικανότητα: 1.2_nm Ρυθµός λήψης δεδοµένων: 2_φάσµατα/sec Μήκος κύµατος διέγερσης: 330_nm Μήκος κύµατος εκποµπής: 465_nm Ρυθµός λήψης δεδοµένων: 2_µετρήσεις/sec Αυτό εκτιµάται µε την χρωµατογραφική απόδοση (efficiency, N) της στήλης, όπως αυτή εκφράζεται µε τον αριθµό των θεωρητικών της πλακών και τον συντελεστή ασυµµετρίας (asymmetry factor, α s ). γ) να είναι εκλεκτική µεταξύ βασικών ουσιών που εµφανίζονται συχνά στα προς ανάλυση δείγµατα. δ) να είναι συµβατή µε το υλικό πληρώσεως των µικροστηλών εκχύλισης στερεάς φάσης. Στις περισσότερες των περιπτώσεων αυτό επιτυγχάνεται µε την επιλογή µιας στήλης µε ίσο ή ελαφρά µεγαλύτερο συντελεστή κατακράτησης (capacity factor, k ), απ ότι το υλικό εκχύλισης στερεάς φάσης [24,38]. Στην δεύτερη περίπτωση, την στιγµή που οι διάφορες ουσίες εκλούονται από την µικροστήλη στερεάς φάσης και εισέρχονται στην στήλη για ανάλυση, το µπροστινό τµήµα της κορυφής κινείται µε µικρότερη ταχύτητα απ ότι το πίσω µε αποτέλεσµα οι χρωµατογραφούµενες ουσίες να εκλούονται µε µορφή στενότερων κορυφών. Οι µηχανισµοί επίσης κατακράτησης των ουσιών από την αναλυτική στήλη και το υλικό εκχύλισης στερεάς φάσης πρέπει να είναι παρεµφερείς. Οι τρείς πρώτοι από τους παραπάνω παράγοντες εξαρτώνται βέβαια και από την κινητή φάση του χρωµατογραφικού συστήµατος και κυρίως από τις ουσίες που προστίθενται σε αυτή για την βελτίωση της χρωµατογραφικής απόδοσης της αναλυτικής στήλης. Για τον λόγο αυτό κάθε αναλυτική στήλη πρέπει να αξιολογείται µε βάση την βέλτιστη χρωµατογραφική απόδοση που µπορεί να επιτύχει. Η στήλη που επιλέχθηκε για το σύστηµά µας είναι η Nucleosil 100 C-18 µε διαστάσεις 150x4.6_mm και διάµετρο σωµατιδίων 5_µm (Rigas Labs). Η στήλη αυτή έχει όλες τις πιο πάνω αναφερόµενες προδιαγραφές. Αρκετές βέβαια στήλες πληρούσαν τις προδιαγραφές αυτές, όπως η Zorbax SB-18 (Rockland Technologies), η Purospher RP-18 (Merck) και η Lichrospher RP-18 (MZ). Η τελική επιλογή της Nucleosil 100 C- 18 έγινε µε βάση το χαµηλότερο κόστος της. Αν λάβει κανείς υπ όψιν το γεγονός ότι σε συνθήκες συνεχούς λειτουργίας η διάρκεια ζωής µιας αναλυτικής στήλης δεν ξεπερνά συνήθως τους τρεις µήνες, ο παράγοντας αυτός είναι πολύ σηµαντικός. Το µήκος της στήλης επιλέχθηκε στα 15_cm σαν ένας συµβιβασµός µεταξύ του χρόνου ανάλυσης και της ποιότητας του διαχωρισµού. Όσο αυξάνεται το µήκος της αναλυτικής στήλης αυξάνεται η ποιότητα του διαχωρισµού αλλά αυξάνεται ταυτοχρόνως και ο απαιτούµενος χρόνος ανάλυσης. Η κινητή φάση είναι µίγµα ρυθµιστικού διαλύµατος KH 2 PO 4 /H 3 PO 4 10_mM (ph=3), απεσταγµένου νερού και ακετονιτριλίου. Ο διαλύτης Α αποτελείται από 100% ρυθµιστικό διάλυµα. Ο διαλύτης Β αποτελείται από 90% ακετονιτρίλιο και 10% απεσταγµένο νερό. Η έκλουση των συστατικών του δείγµατος από την αναλυτική στήλη γίνεται µε βαθµωτή ανάµιξη (gradient elution) των δύο αυτών διαλυτών. Η χρήση ρυθµιστικού διαλύµατος µε ph=3 κρίθηκε απαραίτητη ώστε να χρωµατογραφούνται ικανοποιητικά και γεωργικά φάρµακα µε όξινες οµάδες στο µόριό τους, όπως τα φαινοξυαλκανοϊκά, οι ιµιδαζολινόνες, οι σουλφονυλουρίες και αρκετά

13 άλλα γεωργικά φάρµακα πού έχουν ασθενείς COOH οµάδες στο µόριό τους, καθώς και διάφορα παράγωγα φαινολικής φύσης, όπως η pentachlorophenol, η 2-nitrophenol και η 4-nitrophenol που έχουν όξινη OH οµάδα στο µόριό τους. Η χρήση ρυθµιστικού διαλύµατος µε φωσφορικά ιόντα προτιµήθηκε σε σχέση µε άλλα ρυθµιστικά διαλύµατα διότι τα ιόντα αυτά δεν απορροφούν ισχυρά στο UV. Επίσης µε την χρήση ρυθµιστικού διαλύµατος KH 2 PO 4 /H 3 PO 4 σε ph=3 καθίσταται ταυτοχρόνως δυνατή και η ανάλυση διαφόρων βασικών γεωργικών φαρµάκων, όπως ορισµένες βασικές τριαζίνες (prometryne, desmetryne και terbumeton), διότι µειώνονται σηµαντικά τα φαινόµενα δευτερογενούς κατακράτησης των ενώσεων αυτών στις ελεύθερες σίλανο-οµάδες του υλικού πληρώσεως της αναλυτικής στήλης. Παρόµοια δράση, όσον αφορά την µείωση της δευτερογενούς κατακράτησης των ενώσεων αυτών, αποδείχθηκε ότι έχει και η προσθήκη KCl. Αν και µερικά γεωργικά φάρµακα µε όξινη συµπεριφορά που µελετήθηκαν στην εργασία αυτή έχουν pk a <3, η τιµή ph=3 για την κινητή φάση βρέθηκε στην πράξη ότι είναι ικανοποιητική για την ανάλυση όλων των γεωργικών φαρµάκων µε όξινη συµπεριφορά. Η τιµή αυτή του ph είναι εξ άλλου και το κατώτερο όριο αντοχής των περισσοτέρων αναλυτικών στηλών του τύπου C-18. Μόνο η Zorbax SB-18 έχει την δυνατότητα να χρησιµοποιηθεί µέχρι ph=1. Στις αρχικές συνθήκες η κινητή φάση αποτελείται από 5.5% διαλύτη Β. Με την έναρξη της ανάλυσης το ποσοστό του διαλύτη Β αυξάνεται γραµµικά στο 100% µέσα σε 25_min, όπου και παραµένει για 5_min. Στην συνέχεια µέσα σε 5_min η σύσταση της κινητής φάσης επανέρχεται γραµµικά στις αρχικές συνθήκες, όπου και παραµένει για 5_min, πριν ξεκινήσει η επόµενη ανάλυση. Η διάρκεια του προγράµµατος βαθµωτής µεταβολής της σύστασης της κινητής φάσης επιλέχθηκε στα 25_min, πάλι σαν ένας συµβιβασµός µεταξύ του χρόνου ανάλυσης, της ποιότητας του διαχωρισµού και της ευαισθησίας του συστήµατος, στον βαθµό, που αυτή εξαρτάται από το πλάτος των κορυφών. Μεγαλύτερα χρονικά προγράµµατα χρωµατογραφικής ανάλυσης επιφέρουν καλύτερη ποιότητα διαχωρισµού, αλλά στις περιπτώσεις αυτές εκτός του ότι αυξάνεται ο χρόνος ανάλυσης, αυξάνεται και το πλάτος των εκλουοµένων κορυφών µε αποτέλεσµα να µειώνεται η ευαισθησία της µεθόδου Μέθοδος εκχύλισης στερεάς φάσης Συνοπτικά η µέθοδος εκχύλισης στερεάς φάσης για την προσυγκέντρωση του δείγµατος έχει ως εξής: 100_ml δείγµατος εισάγονται στην µικροστήλη εκχύλισης στερεάς φάσης µε ταχύτητα ροής 5_ml/min. Το δείγµα έχει προηγουµένως φιλτραριστεί µε φίλτρο µεµβράνης διαµέτρου πόρων 2_µm (Gelman Sci.) και το ph του έχει ρυθµιστεί στην τιµή ph=3 µε H 3 PO 4. Πριν την εισαγωγή του δείγµατος η µικροστήλη έχει ενεργοποιηθεί µε 10_ml ακετονιτρίλιο και 10_ml απεσταγµένο νερό µε ταχύτητα επίσης 5_ml/min. Με το τέλος της εισαγωγής του δείγµατος η µικροστήλη τίθεται εν σειρά (on-line) µε την αναλυτική στήλη και ξεκινά η ανάλυση. Τα συστατικά του δείγµατος εκλούονται από την µικροστήλη επάνω στην αναλυτική στήλη µε την ροή της κινητής φάσης. Σαν υλικό πληρώσεως των µικροστηλών εκχύλισης στερεάς φάσης επιλέχθηκε το PRP-1 (Spark Holland), που είναι ένα πολυµερές στυρενίου-διβινυλοβενζολίου µέσης πολικότητας. Το PRP-1 επιλέχθηκε µετά από σύγκριση µε το Hypersil C-18 (Spark Holland) και το Lichrolut EN (Merck). Τα κριτήρια που χρησιµοποιήθηκαν για την

14 επιλογή του πληρωτικού υλικού είναι τα breakthrough volumes 1 διαφόρων πολικών γεωργικών φαρµάκων επάνω στις αντίστοιχες µικροστήλες και η συµβατότητα των υλικών µε την αναλυτική στήλη. Το breakthrough volume µιας ένωσης επάνω σε µια µικροστήλη εκχύλισης στερεάς φάσης εξαρτάται βέβαια εκτός από το είδος του προσροφητικού υλικού και από τις διαστάσεις της µικροστήλης, από την ποιότητα της πληρώσεως και από την ποσότητα του προσροφητικού υλικού που αυτή περιέχει [24]. Σε σύγκριση µε το Hypersil C-18 το PRP-1 βρέθηκε ότι παρουσιάζει ελαφρώς µεγαλύτερα breakthrough volumes για τα πολικά γεωργικά φάρµακα και επιπλέον το εύρος των συνθηκών λειτουργίας του (ιδιαίτερα όσον αφορά το ph του δείγµατος) είναι πολύ µεγαλύτερο. Παρόµοια αποτελέσµατα αναφέρονται και στην βιβλιογραφία [24]. Το Lichrolut_EN, που ελέγχθηκε εκτεταµένα για να χρησιµοποιηθεί στην θέση του PRP-1, είναι ένα πολυµερές αιθυλοβινυλοβενζολίου-διβυνιλοβενζολίου και εµφανίζει πολύ καλές ανακτήσεις για τα πολικά γεωργικά φάρµακα. Στον Πίνακα 6.2. παρουσιάζονται οι %_ανακτήσεις µερικών αντιπροσωπευτικών πολικών γεωργικών φαρµάκων και στα δύο αυτά υλικά για όγκο δείγµατος 100_ml. Οι µεγαλύτερες ανακτήσεις για τα πολικά γεωργικά φάρµακα που παρατηρούµε στον Πίνακα_6.2 για το υλικό Lichrolut_EN οφείλονται στην µεγαλύτερη ικανότητα κατακράτησης (retention capacity, mg/g) που έχει το υλικό αυτό για τις πολικές οργανικές ενώσεις σε σχέση µε αυτή του PRP-1. Η µεγάλη αυτή ικανότητα κατακράτησης αποδίδεται στην πολύ µεγάλη ειδική επιφάνεια προσρόφησης που έχει λόγω της σύστασης και της δοµής του το υλικό αυτό (περίπου1200 m 2 /g κατά την µέθοδο BET, όπως αναφέρει η κατασκευάστρια εταιρία). Η συνολική όµως χρωµατογραφική συµπεριφορά του συστήµατος όταν σαν προσροφητικό υλικό χρησιµοποιείται το Lichrolut EN είναι πολύ φτωχή. Το σχήµα των κορυφών για όλα τα υπό εξέταση γεωργικά φάρµακα είναι πολύ πλατύ, σε σχέση µε αυτό του PRP-1, µε αποτέλεσµα τελικά η ευαισθησία της µεθόδου να είναι µικρότερη. Η φτωχή χρωµατογραφική συµπεριφορά του Lichrolut_EN αποδίδεται στην ασυµβατότητα του υλικού αυτού µε την αναλυτική στήλη. Ο συντελεστής κατακράτησης k όλων των γεωργικών φαρµάκων στην µικροστήλη εκχύλισης Lichrolut_EN είναι πολύ µεγαλύτερος από τον αντίστοιχο συντελεστή κατακράτησης στην αναλυτική στήλη µε αποτέλεσµα τα γεωργικά φάρµακα να εκλούονται ως φαρδιές κορυφές (βλ. Παρ.3.1). Για τον λόγο αυτό στην θέση της στήλης Nucleosil_100_C-18, 150x4.6_mm, 5_µm τοποθετήθηκε η στήλη Lichrolut_EN, 150x4.6_mm, 7_µm (Merck), που είναι πληρωµένη µε το ίδιο υλικό όπως και οι αντίστοιχες µικροστήλες. Η χρωµατογραφική απόδοση όµως της στήλης αυτής ήταν πολύ φτωχή (βλ. Παρ.3.1) και η περαιτέρω χρήση της εγκαταλείφθηκε. Tο Lichrolut_EN είναι σίγουρα ένα από τα καλύτερα προσροφητικά υλικά για τα πολικά γεωργικά φάρµακα, δεν µπορεί να χρησιµοποιηθεί όµως σε on-line συστήµατα παρά µόνο σε µεθόδους off-line εκχύλισης. Ο όγκος του δείγµατος επιλέχθηκε στα 100_ml ανεξάρτητα από τα breakthrough volumes των διαφόρων γεωργικών φαρµάκων επάνω στην µικροστήλη εκχύλισης στερεάς φάσης. Η ικανότητα κατακράτησης των γεωργικών φαρµάκων από την µικροστήλη εκχύλισης PRP-1 εξαρτάται από την πολικότητά τους. Όσο πιο πολικό 1 Χρησιµοποιείται ο αγγλικός όρος διότι δεν έχει βρεθεί κάποιος όρος στην ελληνική, που να µεταφράζει επακριβώς την σηµασία του. Πολύ συνοπτικά το breakthrough volume (BV) µιας ένωσης σε µία µικροστήλη εκχύλισης στερεάς φάσης ορίζεται ως ο µέγιστος όγκος δείγµατος πέραν του οποίου η ένωση αυτή δεν κατακρατείται ποσοτικά στην µικροστήλη [24].

15 Πίνακας 6.2. Ανακτήσεις διαφόρων αντιπροσωπευτικών πολικών γεωργικών φαρµάκων ( * ) για τα υλικά εκχύλισης PRP-1 και Lichrolut EN. Ο όγκος του δείγµατος είναι 100_ml. Μέση ανάκτηση % (% RSD, n=3) Γεωργικό φάρµακο t R (min) PRP-1 Lichrolut EN aldicarb sulfoxide (11) 99 (4) butoxycarboxim (9) 98 (10) aldicarb sulfone (6) 125 (3) oxamyl (3) 112 (1) hydroxyatrazine (5) 95 (2) chloridazon (4) 103 (3) ( * ) Τα γεωργικά φάρµακα παρατίθενται µε αύξοντα χρόνο παραµονής. Η συγκέντρωση των γεωργικών φαρµάκων είναι 1_µg/l. Οι πειραµατικές συνθήκες είναι, όπως αναφέρονται στο κείµενο. είναι ένα γεωργικό φάρµακο, τόσο περισσότερο εύκολο είναι να αποµακρυνθεί αυτό από µία θέση προσρόφησης στο υλικό της µικροστήλης, άρα τόσο µικρότερο είναι το breakthrough volume του στην µικροστήλη. Τα υπό εξέταση γεωργικά φάρµακα αποτελούν µια πολύ ετερογενή οµάδα όσον αφορά την πολικότητά τους και τα αντίστοιχα breakthrough volumes κυµαίνονται από <1_ml µέχρι >1000_ml [46]. Στον Πίνακα_6.3 φαίνεται η µέση %_ανάκτηση και η συνολική κατακρατούµενη ποσότητα για µερικά αντιπροσωπευτικά πολικά γεωργικά φάρµακα σε συνάρτηση µε τον όγκο του δείγµατος. Από τα δεδοµένα του Πίνακα_6.3 φαίνεται ότι καθώς αυξάνει ο όγκος του δείγµατος από τα 10_ml στα 100_ml η ανάκτηση των πολύ πολικών γεωργικών φαρµάκων µειώνεται, αλλά η συνολική κατακρατούµενη ποσότητά τους µένει σχεδόν σταθερή. Για το imazaquin παρατηρείται ότι για όγκους δείγµατος από 25_ml µέχρι 75_ml η ανάκτηση µειώνεται αλλά η συνολική κατακρατούµενη ποσότητα αυξάνεται. Στο Σχήµα66.2 παρουσιάζονται µε την µορφή γραφικής παράστασης τα δεδοµένα του Πίνακα_6.3 για το imazaquin. Στις καµπύλες της ανάκτησης και της συνολικής κατακρατούµενης ποσότητας σε σχέση µε τον όγκο του δείγµατος του Σχήµατος 6.2 παρατηρούµε τρείς περιοχές. Αρχικά καθώς αυξάνει ο όγκος του δείγµατος η ανάκτηση του imazaquin παραµένει σχεδόν σταθερή (περίπου 90%) και η συνολική Πίνακας 6.3. Ανακτήσεις (συνολική κατακρατούµενη ποσότητα σε ng) διαφόρων αντιπροσωπευτικών πολικών γεωργικών φαρµάκων ( * ) στην µικροστήλη εκχύλισης PRP-1 σαν συνάρτηση του όγκου του δείγµατος. Μέση ανάκτηση % Γεωργικό φάρµακο t R (min) (Συνολική κατακρατούµενη ποσότητα, ng) 10_ml 25_ml 50_ml 75_ml 100_ml aldicarb sulfoxide (2) 7 (2) 4 (2) 3 (2) 2 (2) butoxycarboxim (4) 17 (4) 10 (5) 7 (5) 4 (4) aldicarb sulfone (4) 17 (4) 11 (5) 7 (5) 5 (5) imazaquin (9) 90 (23) 64 (32) 51 (38) 38 (38)

16 ( * ) Τα γεωργικά φάρµακα παρατίθενται µε αύξοντα χρόνο παραµονής. Η συγκέντρωση των γεωργικών φαρµάκων είναι 1_µg/l. Οι πειραµατικές συνθήκες είναι, όπως αναφέρονται στο κείµενο. κατακρατούµενη ποσότητα αυξάνεται γραµµικά. Μόλις ο όγκος του δείγµατος ξεπεράσει την τιµή του breakthrough volume του imazaquin στην µικροστήλη η %_ανάκτηση αρχίζει να µειώνεται, η κατακρατούµενη ποσότητα όµως συνεχίζει να αυξάνεται και να συγκλίνει προς µία µέγιστη τιµή. Με περαιτέρω αύξηση του όγκου του δείγµατος η ανάκτηση συνεχίζει να µειώνεται, η κατακρατούµενη ποσότητα όµως παραµένει σταθερή στην τιµή αυτή. Για τα υπόλοιπα γεωργικά φάρµακα του Πίνακα_6.3 οι δύο πρώτες περιοχές των καµπυλών του Σχήµατος 6.2 για το imazaquin δεν παρατηρούνται, διότι αντιστοιχούν σε όγκους δείγµατος µικρότερους των 10_ml, που είναι η µικρότερη τιµή όγκου δείγµατος που µελετήθηκε. Παρόµοια συµπεριφορά αναφέρεται και στην βιβλιογραφία για αρκετά πολικά και µετρίως πολικά γεωργικά φάρµακα [24]. Τα πολύ λιπόφιλα γεωργικά φάρµακα εµφανίζουν διαφορετική συµπεριφορά. Οι ανακτήσεις των ενώσεων αυτών είναι χαµηλές για µικρές σχετικά τιµές του όγκου του δείγµατος, διότι όπως αναφέρεται στην βιβλιογραφία [46] οι ενώσεις αυτές προσροφώνται στα τοιχώµατα των δοχείων και των γραµµών µεταφοράς που έρχονται σε επαφή µε το δείγµα. Καθώς όµως ο όγκος του δείγµατος αυξάνει αυξάνεται και η ανάκτηση των ενώσεων αυτών διότι επέρχεται µερικός κορεσµός των θέσεων προσρόφησης στις γραµµές µεταφοράς και τα δοχεία [46].

17 Imazaquin Ανάκτηση % Κατακρτούµενη ποσότητα, ng Ανάκτηση % Κατακρατούµενη ποσότητα, ng Όγκος δείγµατος, ml Σχήµα 6.2. Ανάκτηση_% και συνολική κατακρατούµενη ποσότητα του imazaquin επάνω στην µικροστήλη εκχύλισης στερεάς φάσης PRP-1, 10x3_mm, 15-25_µm σε συνάρτηση µε τον όγκο του δείγµατος. Η συγκέντρωση του imazaquin είναι 1_µg/l. Ο όγκος του δείγµατος επιλέχθηκε στα 100_ml, ως ο ελάχιστος όγκος που απαιτείται µε βάση την ευαισθησία του ανιχνευτή φωτοδιόδων, έτσι ώστε τα γεωργικά φάρµακα που κατακρατούνται ποσοτικά επάνω στην µικροστήλη εκχύλισης στερεάς φάσης να µπορέσουν να ανιχνευτούν και να προσδιοριστούν ποσοτικά στην συγκέντρωση του 0.1_µg/l. Όπως φαίνεται από τα δεδοµένα του Πίνακα_6.3 στην τιµή αυτή του όγκου, αν και η ανάκτηση των πολικών γεωργικών φαρµάκων είναι πολύ χαµηλή, η ποσότητα των φαρµάκων αυτών που εισάγεται στο σύστηµα για ανάλυση έχει την µέγιστη τιµή της. Το ph του δείγµατος επιλέχθηκε στην τιµή ph=3 µε σκοπό την ποσοτική κατακράτηση στην µικροστήλη εκχύλισης στερεάς φάσης των γεωργικών φαρµάκων εκείνων, που εµφανίζουν όξινη συµπεριφορά σε υδατικά συστήµατα. Αν και µερικά γεωργικά φάρµακα έχουν τιµή pk a <3, η τιµή ph=3 για το δείγµα κρίθηκε, µε βάση τα αποτελέσµατα από τα πειράµατα υπολογισµού της ανάκτησης των προαναφερθέντων όξινων ουσιών, αρκετή για την ποσοτική κατακράτησή τους στο υλικό εκχύλισης στερεάς φάσης PRP-1. Η ταχύτητα ροής κατά την εισαγωγή του δείγµατος στην µικροστήλη εκχύλισης στερεάς φάσης επιλέχθηκε στην τιµή των 5_ml/min. Στην βιβλιογραφία αναφέρεται ότι πειράµατα, που έγιναν για τον υπολογισµό της επίδρασης της ταχύτητας ροής στην ανάκτηση γεωργικών φαρµάκων διαφορετικής πολικότητας επάνω στο υλικό PRP-1, έδειξαν ότι ταχύτητες ροής από 2_ml/min µέχρι 10_ml/min δεν έχουν καµία επίδραση στην ανάκτηση των συστατικών αυτών [46]. Η ταχύτητα εισαγωγής του δείγµατος

18 επιλέχθηκε στην τιµή των 5_ml/min, ούτως ώστε να µην δηµιουργηθούν προβλήµατα αύξησης της πίεσης εισαγωγής του δείγµατος, λόγω απόφραξης της εισόδου της µικροστήλης από τα µικροσωµατίδια, που περιέχονται στα πραγµατικά δείγµατα, κατά την αυτόµατη λειτουργία του συστήµατος. Η έκλουση των συστατικών του δείγµατος από την µικροστήλη µπορεί να γίνει µε την ίδια φορά, που εισήχθηκε το δείγµα στην µικροστήλη (forward flush elution), ή µε την αντίστροφη φορά (backflush elution). Στο Σχήµα 6.3 φαίνονται παραστατικά οι δύο αυτοί τρόποι έκλουσης. Επειδή τα περισσότερα των συστατικών του δείγµατος προσροφώνται στα αρχικά στρώµατα της µικροστήλης, µε την αντίστροφη φορά έκλουσης οι κορυφές των συστατικών του δείγµατος έχουν ελαφρά µικρότερο πάχος µε αποτέλεσµα να επιτυγχάνεται ελαφρώς καλύτερη ευαισθησία. Επίσης οι χρόνοι παραµονής των γεωργικών φαρµάκων στα δείγµατα είναι ελαφρώς µόνο µεγαλύτεροι αυτών στα χρωµατογραφήµατα των προτύπων διαλυµάτων αναφοράς. Με την έκλουση όµως του δείγµατος κατά την αντίθετη φορά από την εισαγωγή του έχουµε περισσότερα προβλήµατα εναπόθεσης των µικροσωµατιδίων του δείγµατος επάνω στην αναλυτική στήλη. Σε ένα αυτόµατο σύστηµα που λειτουργεί χωρίς την παρουσία του χειριστή είναι πολύ σηµαντική η σταθερότητα της λειτουργίας του και για τον λόγο αυτό προτιµάται η έκλουση του δείγµατος κατά την ίδια φορά µε την εισαγωγή του, ώστε το σύστηµα να παρουσιάζει λιγότερα προβλήµατα µείωσης της απόδοσης της αναλυτικής στήλης και αύξησης της πίεσης λειτουργίας, λόγω της µερικής απόφραξης της εισόδου της αναλυτικής στήλης από τα µικροσωµατίδια των δειγµάτων. Στην βιβλιογραφία για µία παρόµοια µέθοδο που χρησιµοποιεί µικροστήλες PRP-1 για την προσυγκέντρωση του δείγµατος και αναλυτική στήλη του τύπου C-18 για την ανάλυση του δείγµατος αναφέρεται ότι, όταν η έκλουση του δείγµατος γίνεται κατά την ίδια φορά µε την εισαγωγή του, τα µη πολικά Ν-µεθυλο- Έκλουση Εισαγωγή Αναλυτικ στήλ HPL αντλί HPL αντλί Αναλυτικ στήλ Απόβλητ Μικροστήλη SPE Έκλουση του δείγµατος την ίδια φορά µε την Αντλία εισαγωγής δείγµατος Απόβλητ Μικροστήλη SPE Αντλία εισαγωγής δείγµατος Έκλουση του δείγµατος την αντίθετη φορά µεεισαγωγ του

19 Σχήµα 6.3. Οι δύο τρόποι έκλουσης των συστατικών του δείγµατος από την µικροστήλη εκχύλισης στερεάς φάσης. καρβαµιδικά γεωργικά φάρµακα εκλούονται µε σχετικά φαρδιές κορυφές [38]. Η εξήγηση πού δίνεται είναι ότι οι ενώσεις αυτές κατακρατούνται περισσότερο στην µικροστήλη εκχύλισης στερεάς φάσης απ ότι στην αναλυτική στήλη και συνιστάται η έκλουση του δείγµατος κατά την αντίθετη φορά από την εισαγωγή του για την αύξηση της χρωµατογραφικής απόδοσης για τις ενώσεις αυτές. Παρόµοιο φαινόµενο στην εργασία αυτή όµως δεν παρατηρήθηκε Παράµετροι λειτουργίας της συσκευής παραγωγοποίησης Στην πρώτη σπείρα αντίδρασης της συσκευής παραγωγοποίησης γίνεται αλκαλική υδρόλυση των Ν-µεθυλο-καρβαµιδικών γεωργικών φαρµάκων προς παραγωγή µεθυλαµίνης. Η θερµοκρασία της σπείρας είναι 100_ 0 C και ο όγκος της 500_µl. Το αντιδραστήριο που τροφοδοτείται στην σπείρα αυτή είναι υδατικό διάλυµα NaOH συγκέντρωσης 0.2% και έχει ph=13. Η ταχύτητα ροής του είναι 0.3_ml/min. Στην δεύτερη σπείρα αντίδρασης η µεθυλαµίνη, που παράγεται στην πρώτη σπείρα, αντιδρά µε ο-φθαλαλδεϋδη και υδροχλωρική N,N-διµεθυλο-2-µερκαπτοαιθυλαµίνη προς παραγωγή 1-διµεθυλαµινοαιθυλθειο-2-µεθυλο-ισο-ινδολίου, που είναι φθορίζουσα ένωση. Το αντιδραστήριο που τροφοδοτείται στην δεύτερη σπείρα αποτελείται από 0.01% ο-φθαλαλδεϋδη και 0.2% υδροχλωρική N,N-διµεθυλο-2-µερκαπτοαιθυλαµίνη, διαλυµένα σε ρυθµιστικό διάλυµα µε σύσταση 0.3% βορικό οξύ και 0.09% NaOH (ph=9.1). Η ταχύτητα ροής του αντιδραστηρίου είναι 0.3_ml/min και ο όγκος της σπείρας αντίδρασης 300_µl. Οι δύο αντιδράσεις παραγωγοποίησης φαίνονται αναλυτικά στο Σχήµα Παράµετροι λειτουργίας των ανιχνευτών Ο ανιχνευτής φωτοδιόδων καλύπτει την περιοχή του υπεριώδους από 190_nm µέχρι 350_nm και λειτουργεί µε την µέγιστη φασµατική του ευκρίνεια των 1.2_nm. Ο ρυθµός καταγραφής σήµατος είναι 2_φάσµατα/sec. Ο ανιχνευτής φθορισµού έχει µήκος κύµατος διέγερσης 330_nm και µήκος κύµατος εκποµπής 460_nm. Ο ρυθµός καταγραφής του σήµατός του είναι 2_µετρήσεις/sec Επεξεργασία του σήµατος των ανιχνευτών µετά την ανάλυση του δείγµατος Το σήµα και των δύο ανιχνευτών κατά την διάρκεια της ανάλυσης του δείγµατος καταγράφεται, όπως ήδη αναφέρθηκε, από ηλεκτρονικό υπολογιστή ο οποίος λειτουργεί κάτω από το λογισµικό Millenium 2010 (Waters). Μετά την συµπλήρωση της ανάλυσης ακολουθεί η επεξεργασία των καταγραµµένων σηµάτων, η οποία µπορεί να γίνει είτε αυτόµατα ή µε εντολή του χειριστή ανά πάσα χρονική στιγµή. Για τον ανιχνευτή φωτοδιόδων από τα καταγραµµένα φάσµατα εξάγονται τα χρωµατογραφήµατα στα 215, 250 και 275_nm. Τα χρωµατογραφήµατα αυτά ελέγχονται για την ύπαρξη ή όχι κορυφών σ αυτά και οι ανιχνευόµενες κορυφές ολοκληρώνονται για την εύρεση του εµβαδού της επιφανείας τους. Τα φάσµατα απορρόφησης στο UV στο µέγιστο των ανιχνευοµένων κορυφών συγκρίνονται µε τα πρότυπα φάσµατα των γεωργικών φαρµάκων, τα οποία είναι αποθηκευµένα σε ειδικές βιβλιοθήκες, οι οποίες

20 έχουν κατασκευαστεί από τον χειριστή µε βάση τα φάσµατα των γεωργικών φαρµάκων στα χρωµατογραφήµατα των προτύπων διαλυµάτων αναφοράς για τις συγκεκριµένες πάντα συνθήκες χρωµατογραφικής ανάλυσης. Αν κάποια κορυφή του δείγµατος βρεθεί να έχει παρόµοιο φάσµα µε Αντίδραση 1: (υδρόλυση) R-O-C-N CH 3 H O Γενική δοµή OH CH 3 NH 2 + R-OH + CO 3 Μεθυλαµίν -- Αντίδραση 2: (παραγωγοποίησ CH 3 NH 2 + CHO + CHO Θερµ. OH SCH 2 CH 2 N(CH N-CH 3 ο-φθαλαλδεϋδη Ν,Ν-διµεθυλο-2- µερκαπτοαιθυλαµί 1- διµεθυλαµινοαιθυλθει ο-2-µεθυλ-ισο- Σχήµα 6.4. Αντιδράσεις παραγωγής φθορίζοντος συµπλόκου των Ν-µεθυλοκαρβαµιδικών γεωργικών φαρµάκων στην συσκευή παραγωγοποίησης. κάποιο πρότυπο φάσµα γεωργικού φαρµάκου και ο χρόνος έκλουσής της είναι µέσα στα όρια της τυπικής απόκλισης του χρόνου έκλουσης του φαρµάκου αυτού στα δείγµατα ανάκτησης, τότε µε βάση το εµβαδό της κορυφής και µε τη χρήση των καµπυλών αναφοράς υπολογίζεται η ποσότητα του φαρµάκου στο δείγµα. Τα 215-nm επιλέχθηκαν σαν το ελάχιστο µήκος κύµατος εκείνο, στο οποίο απορροφούν στο UV όλα σχεδόν τα γεωργικά φάρµακα και η απορρόφηση των υπολοίπων ουσιών του δείγµατος δεν είναι τόσο µεγάλη, ώστε να κάνει την ανίχνευση των ουσιών που µας ενδιαφέρουν αδύνατη. Τα 250-nm επιλέχθηκαν διότι στην περιοχή αυτή του φάσµατος εµφανίζουν ένα δεύτερο µέγιστο στο φάσµα απορρόφησής τους στο UV οι υποκατεστηµένες ουρίες και αρκετά άλλα γεωργικά φάρµακα. Επειδή η

21 απορρόφηση των υπολοίπων συστατικών του δείγµατος κατά κανόνα µικραίνει καθώς αυξάνει το µήκος κύµατος, είναι προτιµότερο ο προσδιορισµός των ουσιών, που εµφανίζουν δεύτερο µέγιστο στο φάσµα απορρόφησής τους πάνω από τα 215-nm, να γίνεται στο δεύτερο αυτό µέγιστο. Με βάση ακριβώς τον ίδιο συλλογισµό επιλέχθηκαν τα 275-nm, επειδή στην περιοχή αυτή του φάσµατος εµφανίζουν δεύτερο µέγιστο στο φάσµα απορρόφησής τους στο UV το parathion, τα προϊόντα µεταβολισµού του και µερικά ακόµη γεωργικά φάρµακα. Το σήµα του ανιχνευτή φθορισµού ελέγχεται και αυτό για την ύπαρξη κορυφών και οι ανιχνευόµενες κορυφές ολοκληρώνονται και ταυτοποιούνται µε βάση την σύγκριση του χρόνου έκλουσής τους µε τους χρόνους έκλουσης των προτύπων ουσιών αναφοράς στα δείγµατα ανάκτησης. Οι ποσοτικοί προσδιορισµοί γίνονται µε βάση τις καµπύλες αναφοράς για τον ανιχνευτή αυτόν.