Low-cost microextraction and preconcentration procedures for biomedical applications

Předložená diplomová práce se zabývá vývojem nízkonákladových mikroextrakčních technik a jejich aplikací pro přečistění a prekoncentraci biologických vzorků, konkrétně experimentálním studiem extrakcí přes kapalnou membránu zakotvenou na pevném nosiči (SLM). Vyvinutá mikroextrakční technika využívá jako extrakční jednotky komerčně dostupné filtrační destičky a umožňuje extrakci bazických léčiv z biologických vzorků moči a krve (ve formě suchých krevních teček). Praktická část se zabývá optimalizací podmínek mikroextrakce bazických léčiv z reálných vzorků přes SLM v in-line spojení s laboratorní kapilární elektroforézou. Základní optimalizace podmínek mikroextrakce zahrnovala výběr vhodné organické fáze pro impregnaci membrány (směs ENB a DHE v poměru 1:1), vhodných otáček třepačky pro agitaci vzorku během extrakce (1000 rpm) a optimální poměr objemů donoru a akceptoru pro nejvyšší míru zakoncentrování analytů (400:15 µl). Po základní optimalizaci byl dále zkoumán vliv alkalizace donoru pomocí NaOH na extrakční výtěžnost (ER). U všech použitých matric (fyziologický roztok, neředěné vzorky lidské moči, lidská kapilární krev eluovaná ze suchých krevních teček deionizovanou vodou) bylo nejvyšších hodnot ER dosaženo při použití neutrálního donoru a okyseleného akceptoru. Doba extrakce (60 minut) byla optimalizována na základě časového průběhu mikroextrakce po dobu 120 minut. Takto optimalizovaná mikroextrakční technika je vhodná pro stanovení bazických léčiv v reálných matricích s dosažením dostatečné míry přečistění, prekoncentrace i hodnot ER.This thesis focuses on low-cost microextraction techniques and their application for purification and preconcentration of biological samples, specifically on the experimental study of supported liquid membrane (SLM) extraction. The described microextraction technique uses commercially available filtration plates as the extraction units and allows the extraction of basic drugs from biological samples of urine and blood (in the form of dried blood spots). The experimental part includes the optimization of microextraction conditions of basic drugs from real samples through a SLM coupled in-line to lab-made capillary electrophoresis. The basic optimization of microextraction conditions involved selecting the appropriate organic phase for membrane impregnation (1:1 mixture of ENB and DHE), appropriate agitation speed for sample convection during extraction (1000 rpm), and optimal ratio of donor to acceptor volumes for high preconcentration of the analytes (400:15 µL). After basic optimization, the effect of donor alkalization with NaOH on extraction recovery (ER) was investigated. For all matrices used (saline solution, undiluted human urine samples, human capillary blood eluted from dry blood spots with deionized water), the highest ER values were achieved using a neutral donor and an acidic acceptor. The extraction time (60 minutes) was optimized based on the time profile of the microextraction for 120 minutes. This optimized microextraction method is suitable for the determination of basic drugs in real matrices with sufficient sample clean-up, preconcentration and ER values.