Miniaturni pretočni sistem za elektrokemijsko detekcijo pesticidov neonikotinoidov v vodiPugelj, Nina (Avtor) Marinšek, Marjan (Mentor) Kuščer, Danjela (Komentor) miniaturen pretočni sistemelektrokemijska detekcijaimidaklopridračunalniška dinamika tekočindifuzijska plastV magistrskem delu sem raziskovala zaznavanje pesticida imidakloprida (IMD) v miniaturnem pretočnem sistemu (PS) z uporabo elektrokemijskih metod. IMD je insekticid iz skupine neonikotionoidov in je med drugim toksičen za vodna okolja in netarčne insekte, kot so čebele. Zaradi tega je nadzor nad prisotnostjo IMD v vodnih okoljih in v živilih ključnega pomena. IMD ima redoks aktivno nitro skupino, zato ga lahko zaznamo z elektrokemijskimi metodami. Te so cenejše, preprostejše in hitrejše od običajno uporabljenih metod, kot je tekočinska kromatografija. Namen tega magistrskega dela lahko razdelimo na tri dele. Prvi del je bil raziskati obnašanje tekočine v odvisnosti od pretoka v miniaturnem pretočnem sistemu (PS), drugi: raziskati vpliv pretoka na elektrokemijske meritve v PS v modelnem analitu heksacianoferatu (HCF) in tretji: raziskati pogoje za zaznavo IMD z elektrokemijskimi tehnikami v PS. Prvi del je zajemal postavitev računalniškega modela dinamike tekočin (CFD model) v PS in določitev pogojev, pri katerih je pretok tekočine laminaren. S pomočjo rezultatov CFD modela sem analizirala vpliv geometrije pretočnega sistema in hitrosti pretoka na tokovne profile. Rezultati so pokazali, da se pri pretokih večjih od 2,9 ml/min pojavi vrtinčenje tekočine v PS. Na osnovi rezultatov CFD sem izračunala tudi debelino difuzijske plasti in višino teoretičnega limitnega toka v meritvah ciklične voltametrije (CV) v HCF pri različnih pretokih. Najmanjša difuzijska plast in največji limitni tok sta bila izračunana pri 4,9 ml/min in sta znašala 90 µm in 0,025 mA. V drugem delu sem rezultate CFD modela povezala z eksperimentalnimi rezultati elektrokemijskih meritev v HCF in model tako eksperimentalno validirala. Za zaznavo HCF sem uporabila integriran tri-elektrodni sistem (TES) z grafitno delovno elektrodo. Elektrokemijske meritve sem izvedla v elektrokemijski celici in v PS z metodo CV. Pokazala sem, da se z višanjem hitrosti pretoka in nižanjem hitrosti preleta masni transport spremeni iz difuzijsko kontroliranega v bolj konvekcijsko kontroliran. Za doseganje konvekcijsko kontroliranega procesa v HCF so bile potrebne hitrosti preleta nižje ali enake 10 mV/s in hitrosti pretoka višje ali enake 1,1 ml/min. Eksperimentalne rezultate sem primerjala s teoretičnimi izračuni limitnega toka. Pri pretokih 1,1 ml/min in 2,9 ml/min je izračunan limitni tok od izmerjenega odstopal za 5 %, pri 4,9 ml/min pa za 25 %, kar smo pripisali pojavu vrtinčenja v PS. V tretjem delu je bil cilj ovrednotiti uporabnost izdelanega pretočnega sistema za zaznavanje IMD ter določiti mejo zaznavnosti in mejo določitve IMD v tem sistemu. Meritve sem izvedla z uporabo CV in diferenčne pulzne voltametrije (DPV). Ugotovila sem, da elektrokemijski odziv v IMD zavisi od pretoka tekočine in adsorpcije IMD na površino delovne elektrode. Pri izbranih optimalnih pogojih sem določila mejo zaznavnosti IMD v PS, ki je podobna kot v EC, okoli 40 nM. Rezultati magistrskega dela so prispevali k razumevanju vpliva masnega transporta na elektrokemijske meritve v miniaturnih pretočnih sistemih in pokazali možnost zaznavanja IMD v pretoku tekočine, ter tako doprinesli k razvoju pretočnih sistemov za hitro, preprosto in cenovno ugodno zaznavanje onesnaževal v vodi.20262026-06-22 12:05:15Magistrsko delo/naloga183933VisID: 25547COBISS_ID: 284024323sl