Please use this identifier to cite or link to this item: http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/77983
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorTinakorn Kanyanee-
dc.contributor.advisorJaroon Jakmunee-
dc.contributor.advisorTippawan Prapamontol-
dc.contributor.authorWasin Sombooten_US
dc.date.accessioned2023-06-09T01:03:57Z-
dc.date.available2023-06-09T01:03:57Z-
dc.date.issued2023-01-
dc.identifier.urihttp://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/77983-
dc.description.abstractCommercially available instruments with high analytical performance are often expensive and limited to use by high budget users. Thus, the development of a cost-effective, sensitive, and rapid analytical device is important and necessary, especially for developing countries such as Thailand where budget limitations may be an issue for instrument use. Nowadays, environmental pollution is a significant concern that affects not only humans, but also a wide range of other living things. Inorganic pollutants, such as ammonium/ammonia, sulfide/hydrogen sulfide, can be found in either water or air. These pollutants often result from human activities. It challenges analytical chemists and environmental scientists to monitor the levels of these pollutants. In this research, cost-effective, sensitive, and rapid analytical devices were developed for determination of these inorganic ions or gases in environmental and clinical applications. In the first part, an environmentally friendly modified flow analysis carrier with a high refractive index (RI) liquid was developed as a cost-effective long-path liquid core waveguide (LCW) for absorption spectrophotometry. This home-made LED-photodiode based long-path colorimeter allows for highly sensitive chemical analysis without requiring a preconcentration unit. A low toxicity carrier such as syrup or ethanol was chosen to improve the sensitivity for determination of NH4+ using a butterfly pea flower extract reagent in a gas-diffusion flow injection (GD-FI) system. The proposed GD-FI system based on the syrup-modified LCW has a linear calibration range for NH4+ ion determination of 10-500 μM, with a detection limit (LOD) of 9.8 μM, repeatability of less than 2% RSD, and a throughput rate of 12 injections h-1. The proposed method was applied for the determination of NH4+ in wastewater and surface water sample with the % recovery in range of 99–104% and has the potential to be used with other natural or synthetic chromogenic reagents for the green chemical analysis approach. In the second part, a cost-effective long-path absorption LCW device was fabricated using a Teflon tube and a high RI medium comprising high concentration acid. This device was integrated into the GD-FI system for the sensitive detection of sulfide using the methylene blue (MB) reaction. The gas diffusion unit was able to eliminate interferences from several coexisting analytes in the samples. The proposed device provides a linear range of 0.4–20 μM sulfide with the LOD of 0.13 μM without preconcentration. It was successfully used to determine sulfide levels in canal water samples with 89-103% recoveries. In the third part, the fluorometric determination of NH4+ in air and exhaled breath condensate (EBC) were developed based on the fluorescence emission from a windowless falling drop (WFD) cell at the end of the tube, via a sensitive and selective reaction of NH3-OPA-SO32- in a flow injection analysis (FIA) platform. A low-cost USB microscope was used as a simple and cost-effective fluorescence sensor for the WFD cell. The proposed device provides a linear range of 0.5-10 μM of NH4+, with the LOD of 0.5 μM NH4+, and repeatability of 5.5% RSD (n=11). The signal to noise ratio for the fluorescence (FL) signal obtained by the USB microscope was approximately the same as that from a photodiode detector coupled to a flow-through cross cell. The device was successfully applied for the determination of NH4+ in EBC and air samples extracted into water, with 98-110% recoveries. In the fourth part, a non-suppressed open tubular capillary ion chromatographic (NS-OTIC) system with online dialysis was developed for a robust, easy-to-use, and cost-effective method for simultaneous small ions determination in drinks. The AS18 Latex columns on 25-μm bore fused silica capillaries were applied for the separation of mixed anions (Cl-, Br-, NO2-, and NO3-). High concentrations of anions (up to 100 mM) could be directly introduced into the NS-OTIC system without typical off-line dilution while maintaining chromatographic resolution of 1.1 or better for adjacent peaks. The linear relationship of the peak area and concentration of anions can be appreciated for the linear coefficient of determination (r2) of 0.995, with peak area reproducibility of 6% RSD or better. The method was successfully applied for the determination of anions in juice and tea samples with 90–119% recoveries.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherChiang Mai : Graduate School, Chiang Mai Universityen_US
dc.titleDevelopment of cost-effective and sensitive spectrophotometric detection devices in flow analysis systems for ammonium/ammonia and sulfide/hydrogen sulfide determinationsen_US
dc.title.alternativeการพัฒนาอุปกรณ์ตรวจวัดสเปกโทรโฟโตเมตริกราคาคุ้มค่าและสภาพไวสูงในระบบการวิเคราะห์ด้วยการไหลสาหรับการหา ปริมาณแอมโมเนียม/แอมโมเนียและซัลไฟด์/ไฮโดรเจนซัลไฟด์en_US
dc.typeThesis
thailis.controlvocab.lcshSpectrophotometry-
thailis.controlvocab.lcshAmmonium nitrate-
thailis.controlvocab.lcshSulfides-
thailis.controlvocab.lcshHydrogen-
thesis.degreedoctoralen_US
thesis.description.thaiAbstractเครื่องมือที่มีจำหน่ายทั่วไปที่มีประสิทธิภาพการวิเคราะห์สูงมักมีราคาแพงและจำกัดการใช้งานโดยผู้ใช้ที่มีงบประมาณสูง ดังนั้นการพัฒนาเครื่องมือวิเคราะห์ที่ราคาคุ้มค่า มีสภาพไวสูง และรวดเร็วจึงมีความสำคัญและจำเป็น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสาหรับประเทศกำลังพัฒนา เช่น ประเทศไทย ซึ่งอาจมีข้อจำกัดด้านงบประมาณสำหรับการใช้เครื่องมือ ในปัจจุบันมลพิษทางสิ่งแวดล้อมเป็นปัญหาสำคัญที่ไม่เพียงแต่ส่งผลกระทบต่อมนุษย์เท่านั้น แต่ยังส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตอื่นๆในวงกว้างอีกด้วย สารมลพิษอนินทรีย์ เช่น แอมโมเนียม/แอมโมเนีย, ซัลไฟด์/ไฮโดรเจนซัลไฟด์ สามารถพบได้ในน้ำหรือในอากาศ มลพิษเหล่านี้มักเกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ ซึ่งเป็นความท้าทายสาหรับนักเคมีวิเคราะห์และนักวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมในการตรวจสอบปริมาณของมลพิษเหล่านี้ ในงานวิจัยนี้ได้พัฒนาอุปกรณ์วิเคราะห์ที่ราคาคุ้มค่า มีสภาพไวสูง และรวดเร็วสาหรับการวิเคราะห์ไอออนหรือแก๊สอนินทรีย์เหล่านี้ในการประยุกต์ใช้งานด้านสิ่งแวดล้อมและวิทยาศาสตร์สุขภาพ งานวิจัยส่วนแรก สารละลายตัวพาสำหรับการวิเคราะห์ด้วยการไหลถูกดัดแปรให้มีค่าดัชนีการหักเหสูงขึ้นอย่างเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมได้รับการพัฒนาเป็นลิควิดคอเวฟไกด์ทางยาวที่ราคาคุ้มค่าเพื่อใช้สำหรับเทคนิคสเปกโตรโฟโตเมตรีการดูดกลืนแสง โดยเครื่องคัลเลอริมิเตอร์แบบทางยาวที่ใช้แอลอีดี-โฟโตไดโอดที่ผลิตขึ้นเองนี้ช่วยให้สามารถวิเคราะห์ทางเคมีที่มีสภาพไวสูงได้โดยไม่จำเป็นต้องใช้การปรับความเข้มข้นล่วงหน้า สารละลายตัวพาที่มีความเป็นพิษต่า เช่น น้ำเชื่อมหรือเอทานอลได้รับเลือกเพื่อใช้ปรับปรุงสภาพไวในการหาปริมาณแอมโมเนียมโดยใช้สารสกัดธรรมชาติจากดอกอัญชันร่วมกับระบบแก๊สดิฟฟิวชันโฟลอินเจคชัน โดยระบบวิเคราะห์การไหลที่เสนอขึ้นร่วมกับลิควิดคอเวฟไกด์ที่ดัดแปลงด้วยไซรัปมีช่วงความเป็นเส้นตรงสาหรับการหาปริมาณแอมโมเนียม ที่ 10-500 ไมโครโมลาร์ โดยมีขีดจากัดการตรวจวัดที่ 9.8 ไมโครโมลาร์, ความสามารถในการทาซ้าด้วยส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานสัมพัทธิ์น้อยกว่า 2 เปอร์เซ็นต์ และอัตราการฉีด 12 ครั้งต่อชั่วโมง วิธีการนี้ถูกนาไปประยุกต์ใช้สาหรับการหาปริมาณแอมโมเนียมในตัวอย่างน้ำเสียและตัวอย่างน้ำผิวดินที่ร้อยละการวิเคราะห์กลับคืนในช่วง 99–104 และมีศักยภาพที่จะใช้กับสารโครโมเจนิครีเจนต์ที่สกัดจากธรรมชาติหรือสารสังเคราะห์อื่น ๆ เพื่อเป็นแนวทางการวิเคราะห์ทางเคมีสีเขียว งานวิจัยส่วนที่สอง อุปกรณ์ลิควิดคอเวฟไกด์แบบดูดกลืนแสงทางยาวที่ราคาคุ้มค่าถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยใช้ท่อเทฟลอนและตัวกลางที่มีดัชนีการหักเหสูงที่ประกอบด้วยสารละลายกรดความเข้มข้นสูง อุปกรณ์นี้ถูกใช้ร่วมกับระบบแก๊สดิฟฟิวชันโฟลอินเจคชันสาหรับการหาปริมาณซัลไฟด์ที่มีสภาพไวสูงโดยใช้ปฏิกิริยาเมทิลีนบลู ระบบแก๊สดิฟฟิวชันสามารถช่วยกาจัดการรบกวนจากไอออนอื่นๆที่มีอยู่ร่วมกันในตัวอย่าง อุปกรณ์ที่นาเสนอในงานนี้มีช่วงความเป็นเส้นตรงสาหรับการหาปริมาณซัลไฟด์ที่ 0.4 - 20 ไมโครโมลาร์ และมีขีดจากัดการตรวจวัดอยู่ที่ 0.13 ไมโครโมลาร์ โดยไม่ต้องมีการปรับความเข้มข้นล่วงหน้าและประสบความสาเร็จในการตรวจวัดระดับซัลไฟด์ในตัวอย่างน้าคลอง โดยร้อยละการวิเคราะห์กลับคืนในช่วง 89-103 งานวิจัยส่วนที่สาม การหาปริมาณแอมโมเนียมด้วยวิธีฟลูออโรเมตริกในตัวอย่างอากาศและของเหลวกลั่นตัวจากลมหายใจออกได้รับการพัฒนาขึ้นจากการเปล่งแสงฟลูออเรสเซนต์จากเซลล์หยดแบบไม่มีหน้าต่างที่ปลายท่อผ่านปฏิกิริยาที่มีสภาพไวและจาเพาะสูงของแอมโมเนีย-โอพีเอ-ซัลไฟท์ในระบบโฟลอินเจคชัน กล้องจุลทรรศน์แบบยูเอสบีราคาประหยัดถูกใช้เป็นเซนเซอร์วัดแสงฟลูออเรสเซนต์อย่างง่ายและมีราคาคุ้มค่าสาหรับเซลล์หยดแบบไม่มีหน้าต่างที่ปลายท่อ อุปกรณ์ที่นำเสนอนี้มีช่วงความเป็นเส้นตรงสาหรับหาปริมาณแอมโมเนียมที่ 0.5-10 ไมโครโมลาร์ โดยมีขีดจากัดการตรวจวัดที่ 0.5 ไมโครโมลาร์ และมีความสามารถในการทาซ้าด้วยส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานสัมพัทธิ์ 5.5 เปอร์เซ็นต์ อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนสาหรับสัญญาณฟลูออเรสเซนต์ที่ได้จากกล้องจุลทรรศน์ยูเอสบีนั้นใกล้เคียงกับอัตราส่วนของสัญญาณจากเครื่องตรวจจับโฟโตไดโอดที่ควบคู่กับเซลล์แบบไหลผ่าน อุปกรณ์นี้ประสบความสาเร็จในการหาปริมาณแอมโมเนียมในตัวอย่างอากาศและตัวอย่างของเหลวกลั่นตัวจากลมหายใจออก โดยร้อยละการวิเคราะห์กลับคืนในช่วง 98-110 งานวิจัยส่วนที่สี่ ระบบไอออนโครมาโตกราฟีแบบท่อเปิดและไม่มีซับเพรสเซอร์ที่ใช้ออนไลน์ไดอะไลซิสได้รับการพัฒนาขึ้นสาหรับเป็นวิธีที่ทนทาน ใช้งานง่าย และราคาคุ้มค่าสาหรับหาปริมาณไอออนลบขนาดเล็กพร้อมกันในเครื่องดื่ม โดยคอลัมน์เอเอส-18 เลเท็กซ์ บนท่อแคปิลลารีขนาด 25 ไมโครเมตร ถูกนามาใช้สาหรับการแยกไอออนลบผสม ได้แก่ คลอไรด์, โบรไมด์, ไนไตรต์ และไนเตรต โดยสารละลายผสมไอออนลบที่มีความเข้มข้นสูงจะถูกฉีดโดยตรงเข้าไปที่ระบบวิเคราะห์โดยไม่มีขั้นตอนการเจือจางแบบออฟไลน์ ในขณะที่ยังคงรักษาประสิทธิภาพการแยกไว้ที่ 1.1 หรือดีกว่าสำหรับพีคที่อยู่ติดกัน ซี่งความสัมพันธ์เชิงเส้นของพื้นที่พีคและความเข้มข้นของไอออนลบมีค่าสัมประสิทธิ์เชิงเส้นที่ 0.995 และมีความสามารถในการทาซ้าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานสัมพัทธิ์ของพื้นที่ใต้พีคที่ 6 เปอร์เซ็นต์หรือดีกว่า วิธีการนี้ประสบความสาเร็จในการหาปริมาณไอออนลบในตัวอย่างน้ำผลไม้และตัวอย่างชา โดยแสดงร้อยละการวิเคราะห์กลับคืนในช่วง 90-119en_US
Appears in Collections:SCIENCE: Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
610555929-Wasin Somboot.pdf4.23 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy


Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.