Technická řešení pro stanovení propustnosti membrán pro látky v kapalné fázi s využitím 3D tisku

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989100%3A27360%2F21%3A10247888" target="_blank" >RIV/61989100:27360/21:10247888 - isvavai.cz</a>

Nalezeny alternativní kódy

RIV/61989100:27710/21:10247888

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Technická řešení pro stanovení propustnosti membrán pro látky v kapalné fázi s využitím 3D tisku

Popis výsledku v původním jazyce

Konferenční příspěvek - poster, abstrakt ve sborníku. Konference &quot;Membránové procesy pro udržitelný rozvoj&quot; MEMPUR 2021, Pardubice, 6. - 7. 9. 2021. ISBN 978-80-907673-4-8. Znečištění odpadních, povrchových i podzemních vod cizorodými látkami (xenobiotiky) představuje celosvětový problém. Rezidua léčiv, jejich metabolity, dezinfekční látky, chemikálie obsažené v hygienických přípravcích, ale také pesticidy či látky pocházející z průmyslových zdrojů se kumulují v životním prostředí a negativně ovlivňují nejen organismy vázané na vodní ekosystémy. Pro stanovení propustnosti membrán pro látky v kapalné fázi bylo navrženo zařízení s detekcí na principu rezonance povrchového plazmonu (SPR). Zařízení sestává ze dvou cel umístěných na SPR senzoru; horní cela je průtočná a zajišťuje stálou koncentraci analytu v prostoru nad membránou, zatímco spodní cela pod membránou je stacionární a v její spodní části je umístěn SPR senzor. Jako alternativa k této metodě jsou konstruovány ocelové Franzovy difuzní cely, a dále plastové cely tištěné pomocí 3D tisku metodou SLA (tisk z pryskyřice) a metodou FDM (tisk ze strun). Cely jsou poté testovány jak pro umělé membrány (např. polyethersulfonové), tak pro přírodní membrány (rostlinné kutikuly) se zvolenými analyty ze skupiny léčiv (např. paracetamol) či pesticidů (např. metazachlor). Každé z použitých technických řešení má své výhody i nevýhody. V případě kovových i tištěných plastových či pryskyřicových cel musí být vzorky permeátu odebírány v pravidelných intervalech a analyzovány metodou HPLC-MS. Kovové cely nejsou průtočné a není možné snadno přizpůsobovat jejich geometrii, nerezová ocel je však vhodná pro použití při studiu látek rozpustných v organických rozpouštědlech. V případě 3D tisku je možné rozměry cel definující objem a aktivní plochu membrány snadno přizpůsobit měřené membráně, analytu a hodnotám permeance tak, aby měřená koncentrace byla nad limitem stanovení chromatografické metody. Je také možné využít připojení kapilár a stanovovat permeabilitu látek v cross-flow uspořádání. V případě SPR metody probíhá detekce online, což umožňuje kontinuální a rychlé stanovení propustnosti membrány pro zvolený analyt. Použité cely je také možné tisknout na 3D tiskárně. Maximální rozměry cel jsou limitovány geometrií použitého přístroje, je však možné měřicí cely minimalizovat na objem několika mikrolitrů a aktivní plochu membrány na jednotky mm2, což umožňuje měřit i velmi malé vzorky. Dále je díky použití CCD (charge-coupled device) kamery jako detekčního prvku v SPR zařízení možné sledovat plošnou heterogenitu membrány.

Název v anglickém jazyce

Technical solution for determining the permeability of membranes for substances in the liquid phase using 3D printing

Popis výsledku anglicky

Conference paper - poster, abstract in proceedings. Conference &quot;Membrane processes for sustainable development&quot; MEMPUR 2021, Pardubice, 6-7 September 2021. ISBN 978-80-907673-4-8.To determine the permeability of membranes to substances in the liquid phase, a device with surface plasmon resonance (SPR) detection was designed. The device consists of two cells located on the SPR sensor; the upper cell is flow-through and ensures a constant concentration of analyte in the space above the membrane, while the lower cell below the membrane is stationary and a SPR sensor is located in its lower part. As an alternative to this method, steel Franz diffusion cells are constructed, as well as plastic cells printed by 3D printing using the SLA method (resin printing) and the FDM method (string printing). The cells are then tested for both artificial membranes (eg polyethersulfone) and natural membranes (plant cuticles) with selected analytes from the group of drugs (eg paracetamol) or pesticides (eg metazachlor).

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

—

OECD FORD obor

10511 - Environmental sciences (social aspects to be 5.7)

Projekt

—

Návaznosti

—

Rok uplatnění

2021

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů