In this study, polymer film containing ammonium group was prepared by surface initiated polymerization. The prepared polymer film was applied to SPE of organophosphonic acids. The polymeric film and organophonic extracted film were characterized by ellipsometric thickness measurement, contact angle measurement, X-ray photoelectron spectroscopy, infrared spectroscopy and time-of- flight secondary ion mass spectrometry. In addition, the effect of extraction time, pH, salt and interfering substances was observed by using infrared spectroscopy, and it was confirmed that the increase of salt and pH had a great influence on the extraction efficiency.
The analytical method combined with SPE using the polymer film for gas chromatography mass spectrometry (GC-MS), which is widely used in chemical agent verification, was also developed. For the GC-MS analysis, in-titu trimethylsilylation of organophonic acids was performed, followed by head space using SPME fiber. We optimized the method on several parameters and performed the method validation. Applicability to the real sample of the developed method could be confirmed by applying it to the Organization for Prohibition of Chemical Weapon proficiency test sample.
In this study, it was confirmed that the SPE using polymer film can perform sample preparation more efficiently and analyze analytes without further processing by using surface analysis method. SPE using polymer films are considered to be very effective for the treatment of large numbers of samples. Although this study deals only with organophosphoric acid, the use of various types of polymer films will allow further extension of the analytes.
본 연구에서는 표면개시 중합법을 이용하여 음이온 교환이 가능한 암모늄기를 포함한 고분자필름을 제조하였다. 제조된 고분자필름은 유기인산의 고체상 추출에 적용하였으며 접촉각 측정, 타원편광 반사법을 이용한 필름 두께측정, X선 광전자 분석법, 적외선 분광법, 비행시간형 2차 이온 질량분석을 실시함으로써 고분자 필름의 형성 및 유기인산의 추출 현상을 규명하였다. 또한 적외선 분광법을 활용함으로써 추출시간, pH, 염류 및 방해 물질의 영향을 관찰하였으며 염류의 증가 및 pH가 추출 효율에 큰 영향을 미침을 확인할 수 있었다.
고분자필름을 이용한 고체상 추출을 화학 작용제 검증에서 가장 널리 사용되는 기체크로마토그래피 질량분석에 활용하기 위한 분석법도 본 연구를 통해서 개발하였다. 필름상에서 추출된 유기인산과 유도체화시약을 반응 및 기화 시키고, 기화된 분석대상물을 PDMS로 코팅된 섬유로 흡착하여 기체크로마토그래피 질량분석을 실시하였다. 본 연구를 통해서 최적의 분석 조건을 확립하고 유효성 입증을 실시하여 정량성, 재현성 등이 분석법으로 적합함을 확인하였다. 개발된 분석법은 화학무기 금지기구의 숙련도 시험 시료에 적용함으로써 실제 활용성을 확인할 수 있었다.
본 연구를 통해 고분자필름을 활용한 고체상 추출은 시료 전처리를 보다 효율적으로 수행할 수 있을 뿐 아니라 표면분석법을 활용함으로써 추가적인 처리 없이 분석대상물을 분석할 수 있음을 확인할 수 있었다. 고분자필름을 이용한 고체상 추출은 많은 수의 시료를 처리하는데 매우 효과적인 것으로 판단되며, 본 연구에서는 유기인산을 대상으로 하였지만 분석물에 따라 대상 고분자를 달리하면 보다 다양한 물질에 분석이 가능할 것으로 기대된다.
