Bakır, kurşun ve demir elementlerinin alevli atomik absorpsiyon spektrofotometre sisteminde düşük seviyelerde tayinlerine yönelik analitik stratejilerin geliştirilmesi

Ağır metallerin birçok endüstri dalında kullanılması ile çevreye yayılımı, canlıların metallerle iç içe bir yaşam sürmesine neden olmaktadır. Bazı metallerin canlı metabolizmasında önemli fonksiyonel işlevler üstlenmesine rağmen, bazıları eser miktarlarda bile canlılar üzerinde toksik etki göstermektedir. Bu durum, farklı gıda ve çevre örneklerinde metallerin düşük derişimlerde tayinini canlı sağlığı açısından önemli kılmaktadır. Hızlı ve ekonomik bir yöntem olması sebebiyle Alevli Atomik Absorpsiyon Spektrofotometrisi (AAAS), diğer yöntemlere kıyasla daha yüksek tayin limitlerine sahip olmasına karşın, metal tayini için kullanılan en yaygın yöntemdir. Tayin limitlerinin yüksek olmasının en belirgin sebeplerinden birisisisleştiricinin veriminin düşük olmasıdır. Yapısal eksikliklerin dışında sistemin tayin limitlerinin yüksek kalmasının bir diğer sebebi de yoğun matriks etkisidir. Analitin içinde bulunduğu matriksin sinyal üzerindeki etkisi sistemin doğruluğunu ve duyarlılığını etkilemektedir. Bu çalışmada, bakır (Cu), kurşun (Pb) ve demir (Fe) elementlerinin yüksek doğruluk ve duyarlılıkta tayinlerini gerçekleştirmeye yönelikAAAS sisteminin analitik performasının arttırılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda; farklı önderiştirme stratejilerive sistemler birleştirilerek maksimum iyileştirme sağlanmaya çalışılmıştır. Bu tez kapsamında, bakır elementinin tayininde, bir Sıvı Faz Mikroekstraksiyon (SFME) yöntemi olan Dağıtıcı Sıvı Sıvı Mikroekstraksiyonu (DSSME) yarıklı kuvars tüp (YKT) ile birleştirilmiş; kurşun elementinin tayininde, stearik asit ile kaplanmışmanyetik nanopartikül (SA-MNP) esaslı Katı Faz Mikroekstraksiyonu (KFME) YKT birleştirilmiş; demir tayininde ise uçucu bileşik oluşturma (UBO) yöntemi kullanılmıştır. Analitler için sırasıyla DSSME-YKT-AAAS, KFME-MNP-YKT-AAAS ve UBO-AAS yöntemleri geliştirilerek bu elementlerin AAAS sisteminde eser miktarda tayinleri gerçekleştirilmiştir. Cu elementinin DSSME-YKT-AAAS yöntemi ile tayininde; analit önce önderiştirilerek matriksten uzaklaştırılmış, YKT ile atomların ışık yolunda daha uzun sure kalmaları sağlanarak atom-ışık etkileşimini arttırılması hedeflenmiştir. Çalışmada, ilk olarak labortuvarımızda salisilaldehit ve 1-naftilaminin reaksiyonundan sentezlenen 2-[(E)-(Naftalen-2-İimino)Metil]Fenol ligandı, ekstraksiyon öncesi koordine bakır kompleksini oluşturmak için kullanılmıştır. Kompleks oluşumu, ekstraksiyon ve tayin verimini etkileyen tüm parametreler, absorbans sinyalini arttırmak amacıyla optimize edilmiştir. Elde edilen optimum koşullar altında, duyarlılıkta geleneksel AAAS sisteminin analitik perfomans değerlerine kıyasla, 0.56 ng mL-1 gözlenebilme sınırına denk gelen yaklaşık olarak 192 kat artış kaydedilmiştir. En düşük konsantrasyona ait yüzde bağıl standart sapma (%BSS) %4.8 olarak tespit edilmiştir. Belirlenen optimum yöntemin doğruluğu ve uygulanabilirliğini test etmek amacıyla idrar, göl suyu ve maden suyu numuneleri üzerinde geri kazanım testleri yapılmıştır. Doğrusal çalışma aralığında bulunan dört farklı konsantrasyonda yürütülen çalışmalar sonucunda %82.2 ile %106.3 arasında geri kazanım sonuçları elde edilmiştir. Geliştirilen analitik stratejikullanılarak matriks eşleştirme yöntemi de uygulanmış ve 175 ng mL-1 konsantrasyonu için %105.14 geri kazanım değeri elde edilmiştir. Pb elementinin KFME-MNP-YKT-AAAS yöntemi ile tayininde de analit önderiştirme işlemi stearik asit ile kaplanarak yüzey alanı modifiye edilmiş manyetik nanopartiküllerin kullanıldığı KFME yöntemi ile yapılmış ve sistem YKT ile birleştirilmiştir. Ekstraksiyon öncesi, manyetik nanopartikül (Fe3O4) sentezlenip, stearik asit (SA-Fe3O4) ile kaplanmıştır. Ektraksiyon ve cihaz ölçüm parametreleri, sistemin duyarlılığını arttırmak amacıyla optimize edilmiştir. Optimum parametreler kullanılarak her analitik sistem için kalibrasyon doğruları oluşturulmuştur. Elde edilen gözlenebilme sınırı (10.28 ng mL-1) ile geleneksel AAAS yöntemine kıyasla yaklaşık 31 kat duyarlılık artışı tespit edilmiştir. Biber örneğine iki farklı konsantrasyonda standart ilave işlemi (spike) uygulanarak yapılan geri kazanım çalışmaları ile yöntemin doğruluğu test edilmiş, %102.6-106.6 arasında bulunan sonuçlar yöntemin doğruluğunu ispatlamıştır. Fe elementinin tayininde uçucu bileşik oluşturma yöntemi ile analitin matriksten ayrılması ve uçucu türevi halinde sisleştiriciye gerek duyulmaksızın tayin bölgesine ulaştırılması sağlanmıştır. Çalışmada, yöntem ve cihaz ölçüm parametreleri tek tek incelenmiş ve yönteme ait optimum parametreler belirlenmiştir. Tespit edilen optimum şartlar altında gözlenebilme limiti 236.16 µg L-1 olarak kaydedilmiş ve Fe elementinin tayininde, sistemin bir alternatif olarak kullanılabileceği görülmüştür.