Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Development of methods for identification of natural coloring compounds by coupled techniques

Paulina Maria Jaczyńska

Abstract

Engineering thesis Development of methods for identification of natural coloring compounds by coupled techniques is dedicated to the development of the analytical procedure that aims to the identification of natural coloring compounds in the mixtures by HPLC-UV-Vis-FLD-ESI MS. Natural dyes are widely distributed in the nature. They are present in plants, animals, fungi and lichens. Throughout history man found for them a wide range of applications. They are classified into different groups, e.g flavonoids, anthraquinones, indigoids, apocarotenoids, curcuminoids, naphthoquinones, and alkaloids. These colorants includes in their structure a chromophoric systems, such as a conjugated double bond and a carbonyl group, which are responsible for the color impression. The aim of this work was to develop an analytical method enabling identification of the colorants present in the natural dyes by high performance liquid chromatography (HPLC) coupled with three detectors: spectrophotometric (UV-Vis), fluorimetric (FLD), and mass spectrometer with electrospray ionization ( ESI MS). The study was conducted using a mixture of 26 reference compounds occuring in natural dyes. The work involved: • the registration of absorption and fluorescence emission spectra of the colorants, and selection of optimal conditions for their detection; • the development of methods for the separation and identification of the coloring compounds by HPLC-UV-Vis-FLD-ESI MS. Separation of the colorants was optimized using a UV-VIS detector, FLD as well as ESI MS with ionization in negative and positive mode. Due to the various properties of the each components of the sample, their identification was based on information obtained from the different detectors. The retention times ofmost of the compounds were determined based on MS detection. Unfortunately, the ionization efficiency of carotenoids by ESI MS is very low and they were identify by the chromatograms registered by spectrophotometer at 450 nm. On the grounds of studies it was found that a small number of the investigated compounds has the ability to fluoresce, therefore only 5 of 26 compounds (that is indirubin, curcumin, rhein, crocetin and emodin) can be detected by FLD, which increases the selectivity. The developed HPLC-UV-Vis-ESI MS analytical method is an effective procedure designed to separate and identify components of a mixture of natural colorants. The series combination of the three detectors gives complementary data on the examined compounds.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Paulina Maria Jaczyńska (FC) Paulina Maria Jaczyńska,, Faculty of Chemistry (FC)
Title in Polish
Opracowanie metod identyfikacji naturalnych związków barwiących za pomocą technik sprzężonych
Supervisor
Katarzyna Lech (FC/CAC) Katarzyna Lech,, Chair Of Analytical Chemistry (FC/CAC)Faculty of Chemistry (FC)
Certifying unit
Faculty of Chemistry (FC)
Affiliation unit
Chair Of Analytical Chemistry (FC/CAC)
Study subject / specialization
, Technologia Chemiczna
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
08-02-2016
Issue date (year)
2016
Reviewers
Aldona Zalewska (FC/CofIC) Aldona Zalewska,, Chair Of Inorganic Chemistry (FC/CofIC)Faculty of Chemistry (FC) Katarzyna Lech (FC/CAC) Katarzyna Lech,, Chair Of Analytical Chemistry (FC/CAC)Faculty of Chemistry (FC)
Keywords in Polish
HPLC-UV-Vis-FLD-ESI MS, chromatografia cieczowa, fluorescencja, barwniki naturalne, flawonoidy, antrachinony
Keywords in English
HPLC-UV-Vis-FLD-ESI MS, liquid chromatography, fluorescence, natural dyestuffs, flavonoids, anthraquinone
Abstract in Polish
Praca inżynierska pt. „Opracowanie metod identyfikacji naturalnych związków barwiących za pomocą technik sprzężonych” jest poświęcona opracowaniu postępowania analitycznego, prowadzącego do rozpoznania naturalnych związków barwiących, będących składnikami mieszanin, za pomocą układu HPLC-UV-Vis-FLD-ESI MS. Barwniki naturalne są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Występują wśród roślin, zwierząt, grzybów, a także porostów. Na przestrzeni dziejów człowiek wymyślił dla nich i stopniowo doskonalił szereg zastosowań użytkowych i leczniczych. Wśród nich można wymienić wiele grup, między innymi flawonoidy, antrachinony, indygoidy, apokarotenoidy, kurkuminoidy, naftochinony, a także alkaloidy. Związki te w swojej strukturze zawiera układy chromoforowe odpowiedzialne za wrażenia barwy. Składają się na nie m.in. podwójne wiązania sprzężone oraz grupa karbonylowa. Celem niniejszej pracy było opracowanie metody analitycznej, pozwalającej identyfikować organiczne substancje barwiące, obecne w barwnikach naturalnych, za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) sprzężonej z detektorami: spektrofotometrycznym (UV-Vis), fluorymetrycznym (FLD) oraz spektrometrem mas z jonizacją poprzez elektrorozpraszanie (ESI MS). Przedmiotem badań była mieszanina złożona z 26 substancji wzorcowych związków barwiących, występujących w naturalnych barwnikach. Praca obejmowała: • rejestrację widm promieniowania absorbowanego oraz emitowanego roztworów naturalnych związków barwiących i wybór optymalnych warunków ich detekcji • opracowanie metody rozdzielania i identyfikacji związków barwiących za pomocą układu HPLC-UV-Vis-FLD-ESI MS. Rozdzielanie składników mieszaniny związków barwiących zoptymalizowano, wykorzystując detektor UV-Vis, FLD oraz ESI MS z jonizacją w trybie ujemnym oraz dodatnim. Z uwagi na odmienne właściwości poszczególnych składników próbki, ich identyfikacja bazowała na informacjach pozyskiwanych z różnych detektorów. Dla większości związków był to detektor spektrometryczny. Niestety wydajność jonizacji karotenoidów za pomocą ESI MS jest bardzo niska i w ich przypadku niezbędne były chromatogramy zarejestrowane za pomocą detekcji spektrofotometrycznej przy długości fali 450 nm. Na podstawie przeprowadzonych badań ustalono, że niewielka liczba spośród badanych związków barwiących wykazuje zdolność do fluorescencji, w związku z tym detektor FLD mógł być potencjalnie wykorzystany do detekcji jedynie 5 z 26 związków wchodzących w skład badanej mieszaniny. co wpływa na wzrost jej selektywności. Na chromatogramie otrzymanym za jego pomocą udało się obserwować: indyrubinę, kurkuminę, reinę, krocetynę oraz emodynę. Opracowana metoda analityczna wykorzystująca układ HPLC-UV-Vis-ESI MS jest skutecznym postępowaniem mającym na celu rozdzielenie oraz identyfikację składników mieszaniny naturalnych związków barwiących. Pomocne jest wykorzystanie trzech detektorów, dzięki czemu możliwe jest uzyskanie komplementarnych i uzupełniających się danych na temat badanych związków.
File
  • File: 1
    P. Jaczyńska; OPRACOWANIE METOD IDENTYFIKACJI NATURALNYCH ZWIĄZKÓW BARWIĄCYCH ZA POMOCĄ TECHNIK SPRZĘŻONYCH.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 8404

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT0740369952af40eab0ffebe28103ed8c/
URN
urn:pw-repo:WUT0740369952af40eab0ffebe28103ed8c

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page