Проект Министерства образования и науки Республики Казахстан AP08052684
Экологический мониторинг в Казахстане достаточно неэффективен из-за высокой стоимости анализа, что приводит к неэффективному управлению экологическими проблемами и принятию решений. Парофазная твердофазная микроэкстракция (ПФ ТФМЭ) является одним из наиболее экономически эффективных и перспективных методов отбора и подготовки проб для определения органических загрязнителей в объектах окружающей среды. Несмотря на многие преимущества, аттестованные методики анализа объектов окружающей среды на основе ПФ ТФМЭ недоступны для большинства комбинаций аналитов и типов образцов, в основном, из-за сложного и дорогостоящего процесса оптимизации многочисленных параметров ПФ ТФМЭ. Компьютерное моделирование, проведенное с использованием COMSOL Multiphysics, доказало свою эффективность для получения профилей экстракции аналитов при различных геометриях экстракции и константах распределения. Тем не менее, в настоящий момент отсутствуют модели для предсказания влияния многих важных параметров экстракции, а оптимизация все еще требует существенного объема экспериментальной работы.
Данный проект направлен на разработку компьютерной модели для быстрой оптимизации наиболее важных параметров ПФ ТФМЭ без существенной экспериментальной работы. Описанные в литературе модели для предсказания констант распределения органических соединений между различными экстракционными покрытиями и воздухом, воздухом и водными растворами будут оценены на пригодность и точность. Влияние температуры, давления, ионной силы и индекса полярности на константы распределения и коэффициенты диффузии будет изучено экспериментально, а результаты будут использованы для выбора наиболее точных теоретических моделей и для их улучшения. Проект может привести к прорыву в разработке экономически эффективных методик анализа на основе ПФ ТФМЭ для научных и других целей.
Повышение эффективности разработки методик анализа объектов окружающей среды на основе твердофазной микроэкстракции с использованием компьютерного моделирования. Компьютерная модель будет основана на имеющихся в настоящее время теоретической базе и зависимостях, полученных экспериментально в рамках данного проекта.
Будет разработана компьютерная модель для эффективной оптимизации методик анализа объектов окружающей среды на основе парофазной твердофазной микроэкстракции. Разработанная модель будет применяться для более быстрой и дешевой разработки экономически эффективных методик анализа на основе ПФ-ТФМЭ, конкурирующих с традиционными методиками по пределам обнаружения, точности и прецизионности. Аналитические лаборатории смогут оптимизировать методики на основе ТФМЭ без привлечения сторонних разработчиков.
Экономически эффективные методики на основе ПФ-ТФМЭ, оптимизированные с использованием разработанной компьютерной модели, позволят снизить затраты на мониторинг окружающей среды и сделают его более эффективным для сбора больших объемов данных и более эффективного принятия решений, что улучшит здоровье населения, качество жизни и уменьшит финансовые потери от загрязнения окружающей среды, которые для Казахстана оцениваются примерно в один миллиард долларов США в год.
Проект может привести к прорыву в разработке экономически эффективных методик анализа и быстрому росту числа методик анализа, основанных на ПФ-ТФМЭ, которые используются в научных и других целях. Ожидается улучшение теории ТФМЭ. Разработанная вычислительная модель может быть адаптирована для использования с другими образцами матриц и аналитов.
Были выбраны органические загрязнители для проведения мониторинга атмосферного воздуха и разработана численная модель пробоотборника с альтернативной геометрией с помощью моделирования в программе COMSOL Multiphysics. Разработана методика определения средневзвешенных концентраций органических загрязнителей и изготовлен пробоотборник с альтернативной геометрией для твердофазной микроэкстракции на основе стеклянного капилляра.
Начата работа над патентом на пробоотборник с альтернативной геометрией. В рамках проекта была подана заявка на патент на изобретение под названием «Пробоотборник для повышения точности определения средневзвешенных концентраций летучих органических соединений в атмосферном воздухе с использованием твердофазной микроэкстракции»
Если Вы заинтересованы в использовании разрабатываемой модели, обращайтесь к руководителю проекта Кенесову Булату Нурлановичу по адресу bkenesov@cfhma.kz. Мы непрерывно ищем компании, готовые заняться коммерциализацией и внедрением разработок лаборатории.
Designed with Mobirise
Web Designer Software