Możliwości wykorzystania polianiliny w mikroekstrakcji do fazy stacjonarnej (SPME) do oznaczania trójfenyloarsyny w osadach dennych Morza Bałtyckiego

Synthesis of a new stationary phase for SPME based on polyaniline has been developed and optimized. The obtained stationary phase is designed for analysis of triphenylarsine (TPA) which is a marker of chemical warfare agents dumped in the Baltic Sea. The best TPA sorption properties were observed for fiber obtained during the electropolymerization of aniline from 0.1 M solution in 1.25 M H2SO4. Three cycles of scanning were performed in the range from –0.2 to 1.1 V, followed by 14 cycles in the range from 0.4 to 1.1 V, at a scanning speed of 20 mV/s. These conditions guarantee accurate, leveled and repeatable coating of the fiber with the polymer stationary phase. The maximum working temperature of the resulting SPME fiber was 220°C. It exhibited approximately 40% higher TPA extraction efficiency than the best available commercial fiber: DVB/CAR/PDMS. The highest TPA extraction efficiency was obtained at 60°C and after 90 min sorption. The limits of detection and quantification for the developed TPA analysis method were respectively 0.1 and 0.5 ppb. The precision of the method for five consecutive measurements was 4.7% for the same fiber and 7.2% for the five commercial fibers. Compared to standard liquid-solid extraction, the HS-SPME technique developed based on polyaniline-coated fiber remains competitive as simple, quick and low-cost.

W pracy zaprojektowano i zoptymalizowano warunki syntezy nowej fazy stacjonarnej do SPME na bazie polianiliny, przeznaczonej do analizy trójfenyloarsyny (TPA), która jest markerem broni chemicznej zatopionej w Bałtyku. Najlepsze właściwości adsorpcyjne względem TPA uzyskano z użyciem włókna otrzymanego podczas elektropolimeryzacji aniliny (PANI) z jej 0,1M roztworu w 1,25M H2SO4. Skanowanie prowadzono w przedziale od –0,2 V do 1,1 V przez trzy cykle, a następnie w zakresie od 0,4 V do 1,1 V przez 14 cykli, z prędkością skanowania 20 mV/s. Warunki te zapewniły uzyskanie dokładnego, równomiernego i powtarzalnego pokrycia nośnika warstwą polimerową fazy stacjonarnej. Maksymalna temperatura pracy tak uzyskanego włókna wynosiła 220°C. Stwierdzono, że otrzymane w ten sposób włókno do SPME miało około 40% większą sprawność ekstrakcji TPA w porównaniu do najlepszego dostępnego włókna handlowego DVB/CAR/PDMS. Największą wydajność ekstrakcji TPA uzyskano w temperaturze 60°C i czasie 90 min. Granice oznaczalności i wykrywalności opracowanej metody analizy TPA z wykorzystaniem włókna PANI wynosiły odpowiednio 0,1 ppb i 0,5 ppb, a precyzja metody w przypadku pięciu kolejnych pomiarów wynosiła 4,7% dla tego samego włókna i 7,2% dla pięciu włókien komercyjnych. W porównaniu do tradycyjnej ekstrakcji typu ciało stałe-ciecz, opracowana technika HS-SPME z wykorzystaniem włókna pokrytego polianiliną zyskuje przewagę dzięki swojej prostocie, szybkości oraz niskim kosztom.