Preparation and application of novel selective and polar materials for sorptive extraction of emerging contaminants from environmental waters

Abstract

The aim of this Doctoral Thesis is the development of novel polymeric materials for different sorptive extraction techniques, such as solid-phase extraction (SPE) and stir bar sorptive extraction (SBSE). Both techniques were applied in liquid-chromatography and tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) for determining a group of emerging contaminants, such as pharmaceuticals, illicit drugs and personal care products, from wastewater samples. To improve the detection of these contaminants in several environmental samples at low levels of concentrations, extraction techniques have to enable a high enrichment factor and high selectivity towards the analytes of interest removing interfering compounds. In this Doctoral thesis, a molecularly imprinted polymer (MIP) specific for a group of non-steroidal and anti-inflammatory drugs (NSAIDs) and other polymeric material with strong cation-exchange behaviour were evaluated as sorbents for SPE. Moreover, different monolithic materials with a polar nature were also synthesised to be used as coatings for SBSE and as a result, favour the extraction of more polar compounds

La present Tesi Doctoral té com a objectiu principal el desenvolupament de nous materials per a diferents tècniques d’extracció per sorció, com són l’extracció en fase sòlida i l’extracció mitjançant barres magnètiques agitadores. Ambdues tècniques van ser aplicades a la cromatografia de líquids seguida de l’espectroscòpia de masses en tàndem (LC-MS/MS) per a la determinació de diversos contaminants orgànics considerats com emergents, com són fàrmacs, drogues d’abús i productes d’higiene personal. Per tal de millorar la detecció d’aquests compostos en diferents mostres mediambientals a baixes concentracions, les tècniques d’extracció han de permetre un gran factor de preconcentració, selectivitat cap als analits d’interès i a la vegada eliminar interferències. En aquesta tesi, un polímer comercial d’empremta molecular específic per a un grup de fàrmacs (non-steroidal and antiinflammatory drugs (NSAIDs)) i un altre polímer d’intercanvi catiònic fort sintetitzat al laboratori van ser avaluats com a sorbents per a l’extracció en fase sòlida. A més a més, diferents materials monolítics de caràcter polar van ser també sintetitzats per recobrir barres magnètiques agitadores i així afavorir l’extracció de compostos de polaritat mitjana i elevada.