Nuevas estrategias para la gestión de fluidos en sistemas automatizados de análisis

• Autores: María del Mar Baeza Labat
• Directores de la Tesis: Jordi Bartrolí i Molins (dir. tes.), Julián Alonso Chamarro (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2004
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Salvador Alegret Sanromà (presid.), Cecilia Jimenez Jorquera (secret.), José Luís Costa Lima (voc.), Santiago Hernández Cassou (voc.), Antonio Florido Perez (voc.)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: DDD
• Resumen

  • La present tesi està dirigida a la implementació de nous elements de gestió de fluids, i a procediments de flux continu, que incrementin la capacitat de funcionament automàtic i autònom d'analitzadors basats en aquesta tècnica. La tesi s'ha subdividit en quatre apartats.La primera part aborda la implementació d'un sistema FIA revers amb una microbureta automàtica com a sistema d'injecció. Amb aquesta modificació s'aporta versatilitat i elasticitat a la tècnica FIA, conferint-li a més capacitat d'adaptació. S'ha optimitzat el sistema per analitzar ió nitrit en dos intervals de concentració. A partir del sistema desenvolupat s'ha incorporat una etapa de difusió gasosa que permet l'anàlisi d'ozó. S'ha estudiat l'efecte de la concentració d'ió nitrit al canal acceptor i l'efecte del cabal. La sensibilitat del mètode és (0,0092 (±0,0012) UA/ppm) amb un límit de detecció equiparable al d'altres mètodes proposats. S'ha augmentat la zona lineal de resposta respecte al mètode estàndard en una dècada.Posteriorment, s'ha desenvolupat la infraestructura de gestió i control de sistemes SIA. S'han caracteritzat els processos hidrodinàmics. S'ha optimitzat el sistema analític proposat per a la determinació d'ió nitrit en dos intervals de concentració: 0,0-3,0 ppm i 0,0-20,0 ppm, amb uns límits de detecció respectivament, de 0,048 ppm i 0,4 ppm. A continuació s'ha desenvolupat un entorn que permet l'autocalibratge del sistema i monitoritzar la concentració d'ió nitrit independentment de l'interval de concentració on es trobi la mostra. Finalment, s'ha avaluat la infraestructura instrumental aplicant-la a l'anàlisi de mostres reals de concentració molt diversa procedents d'una EDAR.En el tercer apartat es desenvolupen dos sistemes SIA per a la determinació d'ió cadmi, amb i sense etapa de preconcentració en línia amb dos sistemes de detecció potenciométrica diferent. El primer sistema utilitza com a detector un elèctrode tubular de membrana cristal·lina homogènia. El segon utilitza dos elèctrodes tubulars integrats seqüencialment. Els límits de detecció d'ambdós sistemes són 5,9.10-6 M (normal) i 4,7.10-6 M (diferencial) sent la sensibilitat de 25,3 (±0,6) i 39 (±3) mV/década. La preconcentració en línia s'ha realitzat amb una microcolumna d'intercanvi iònic on es reté l'ió cadmi en forma de clorocomplexe. Amb el procediment descrit s'han eliminat les interferències degudes a Cu2+ i a Pb2+. El sistema permet l'anàlisi d'ió cadmi en un ampli interval de concentraciò, 2,5.10-7-1.10-3 M per a la manera normal i 2,5.10-7-2,5.10-5 M per a la manera diferencial amb límits de detecció de 1,5.10-7 M i 1,8.10-7 M, respectivament. El factor de preconcentració obtingut per a ambdós sistemes va ser de 39 i 26. S'ha validat el sistema desenvolupat analitzant mostres reals sense trobar-se diferències significatives amb el mètode de referència.Finalment, s'ha desenvolupat la infraestructura instrumental bàsica per a la gestió de fluids en un sistema microfluídic, així com el programa de control, que gestiona tots els elements i l'adquisició de dades. L'entrada/sortida de fluids al microxip de silici es realitza mitjançant l'actuació combinada de vàlvules de tres vies i una microbureta automàtica. S'ha realitzat la modelització del sistema microfluídic estudiant la variació del senyal analític en funció del cabal i del volum d'injecció com una combinació de dos reactors ideals (RCTA i RFP). Posteriorment, s'ha implementat l'anàlisi d'ió nitrit en línia utilitzat la tècnica de multicommutació per barrejar mostra i reactiu en l'entrada al microxip. S'han optimitzat dos intervals de concentració, el primer de 0-250 ppm, i el segon menor de 0-50 ppm, encara que tant el límit de detecció (0,17 ppm) com la sensibilitat (0,0091 (±0,0003) UA/ppm) milloren notablemente per el segon rang de concentració. Finalment, s'ha validat el microsistema implementat analitzant mostres reals amb alta concentració d'ió nitrit, entre 0-1500 ppm.