Análise crítica das variáveis envolvidas na DLLME para determinação de pesticidas em amostras complexas.

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Química Analítica

Autores

Freitas Barbosa, E. (IFRJ CAMPUS RIO DE JANEIRO) ; Campos Valerio, C. (IFRJ CAMPUS REALENGO) ; Martins Falcão, J. (IFRJ CAMPUS REALENGO) ; Candida Macedo, R. (IFRJ CAMPUS REALENGO) ; Licursi M C Cunha, A. (IFRJ CAMPUS RIO DE JANEIRO)

Resumo

O preparo e tratamento de amostras para a determinação de resíduos de pesticidas é um constante desafio. A DLLME, extração pela adição de dois solventes (extrator na ordem de μL), é uma boa alternativa, não somente pela sua eficiência, mas também pelo consumo miniaturizado de reagentes. Ensaios prévios, utilizando ACN:CCl4 (2mL:60μL) para a extração de cresoxim-metílico de amostras de uva, apresentaram precisão (≤5%) e recuperações satisfatórias (≥80%), no entanto uma avaliação das variáveis envolvidas no processo se fez necessária. Estudos apontaram para a condição: Adição prévia de 300μL de ACN, não necessidade de agitação (manual ou por Vórtex) e 20min de centrifugação (3000rpm) para separação das fases. Além da melhoria em termos de eficiência, houve redução do tempo total de análise.

Palavras chaves

Pesticidas; DLLME; Técnica microextrativa

Introdução

A determinação de resíduos de pesticidas em alimentos é de extrema importância. Devido à complexidade das amostras, deve-se ter um cuidado particular na escolha do método de preparo e tratamento das mesmas. A microextração líquido-líquido dispersiva (DLLME) vem se mostrando como uma importante ferramenta, pois além de bons resultados, corrobora com os preceitos da Química-Verde, devido ao baixo consumo de reagentes. Esta técnica é baseada na adição de uma mistura de solventes (dispersor:extrator), onde o solvente extrator, presente na ordem de μL, deve ser miscível no solvente dispersor, porém imiscível na amostra (fase aquosa), ao contrário do dispersor (REZAEE, 2006). De um modo geral, a DLLME é uma técnica de simples operação envolvendo as seguintes etapas: preparo inicial da amostra, injeção da mistura de solventes, centrifugação e retirada da fase com o solvente extrator (e idealmente com os analitos de interesse). Para a sua aplicação, no entanto, alguns parâmetros podem influenciar na eficiência da técnica e devem ser avaliados, tais como: seleção dos solventes, proporção entre eles, tempo de centrifugação e influência da força iônica (MARTINS et al., 2012). Ensaios preliminares, realizados por esse mesmo grupo de pesquisa, utilizando uma mistura de ACN:CCl4 (2mL:60μL) (CALDAS et al, 2010; STÜCKER, 2017) para a extração de cresoxim-metílico de amostras de uva (importante fungicida da classe das estrobilurinas) apresentaram recuperações satisfatórias (acima de 70%). Neste presente trabalho serão apresentados os resultados dos estudos univariados realizados em continuidade a esses experimentos iniciais, com o intuito de melhor avaliar as variáveis mais relevantes ao processo, buscando, além de melhores recuperações, uma redução no tempo total de execução.

Material e métodos

9g de amostra de uva Thompson (adquiridas em comércio local), previamente triturada em misturador comercial, foi pesada (balança Bel L303i) e diluída em água ultrapura (Milli-Q A10, Milipore, USA) na proporção de 1:1 m/m. Nos primeiros ensaios, a amostra foi tamisada em peneira de 100 Mesh (A Bronzinox, Brasil) e filtrada em papel de filtro Whatman 41. No entanto, avaliou-se a substituição desta etapa por centrifugação (3000rpm, Centrífuga BE 4000 - Bio-Eng, Rio de Janeiro) em diferentes tempos: 5, 10, 15, 20 e 25 min. Visando uma maior solubilização do analito, a adição prévia de diferentes volumes de ACN à amostra (0, 100, 200, 300, 400 e 500μL) também foi avaliada. Uma alíquota de 3,0mL foi transferida para tubo de polipropileno Falcon de 15mL, fortificada com 100 μL de solução padrão de cresoxim metílico (Sigma Aldrich, USA) 10-7 mol L-1, e com auxílio de seringa e agulha, adicionou-se uma mistura de ACN:CCl4, 2000:60 v/v em μL (CALDAS et al, 2010; STÜCKER, 2017), volumes de 80 e 100μL também foram utilizados. Nos experimentos iniciais, esta etapa foi realizada sob agitação manual (2min), porém foi avaliada a necessidade de agitação e também a troca pela agitação por Vórtex. A mistura turva foi centrifugada (3000 rpm, Centrífuga BE 4000 - Bio-Eng, Rio de Janeiro) em diferentes tempos: 5, 10, 15, 20 e 25 min. A transferência da fase orgânica foi realizada com o auxílio de pipeta Pasteur para um balão volumétrico de 10mL. A fase orgânica foi seca com N2 ultrapuro (Linde Gases, Brasil) e redissolvida nas condições do método, previamente desenvolvida e validada por este grupo, baseada na derivatização fotoquímica e cromatografia líquida de alta eficiência com detecção fluorimétrica, CLAE-DF (Agilent, série 1200) para a determinação do cresoxim metílico (TOLOZA, 2018).

Resultado e discussão

A substituição da tamisação e filtração pela centrifugação, foi avaliada por meio de observação visual. Como resultado, optou-se pelo tempo de 20min. Neste tempo, as fases ficaram bem definidas facilitando a separação de caroços e cascas. A substituição realizada além de minimizar as perdas, reduziu consideravelmente o tempo de análise. Com relação à adição prévia de ACN, é possível verificar na Figura 1 que a adição prévia de 300 μL de ACN melhora a eficiência, devido à baixa solubilidade do analito em água. O volume de 500 μL, em contra-partida, prejudicou o processo de microextração. Os resultados da avaliação do volume de solvente extrator (CCl4), realizada após análise por CLAE-DF, apresentaram tendência de melhora com o acréscimo de volume (100μL). No entanto, mais estudos se fazem necessários, a fim não somente de determinar a melhor proporção, mas também a possibilidade de utilização de outras combinações de solventes. Na avaliação da necessidade de agitação mecânica (manual ou por Vórtex), verificou-se que não houve melhora em termos de eficiência nas análises realizadas com agitação. Deste modo, optou-se pela retirada desta etapa. A avaliação foi realizada por CLAE-DF e os resultados encontram-se na Figura 2. Vale ressaltar que a agitação por Vórtex prejudicou a microextração não havendo separação das fases após centrifugação quando a mesma foi aplicada. O melhor tempo de centrifugação após a injeção da mistura de solventes também foi avaliado por meio de observação visual. Como resultado, optou-se pelo tempo de 20min. Neste tempo, as fases ficaram bem delimitadas, facilitando a separação.

Efeito da adição prévia de ACN à amostra (ensaio em duplicata, fortificação com cresoxim-metílico 10-7 mol L-1).


Avaliação do efeito da agitação manual (ensaio em duplicata, fortificação com cresoxim-metílico 10-8 mol L-1 e agitação por 2 min).

Conclusões

As melhores condições experimentais verificadas após realização dos estudos univariados foram: limpeza inicial da amostra por meio de centrifugação por 20min (3000rpm), adição prévia de 300μL de ACN para melhor solubilização do analito, não necessidade de agitação mecânica e centrifugação por 20min (3000rpm) para melhor separação das fases após DLLME. Com relação à proporção de ACN:CCl4, mais estudos se fazem necessários, porém foi possível verificar que o aumento do volume do solvente extrator acarretou em melhora de eficiência.

Agradecimentos

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro (IFRJ), Campus Rio de Janeiro e Realengo; PUC-Rio; CNPq.

Referências

CALDAS, S. S.; PRIMEL, E.G.; COSTA, F.P. Validation of method for determination of different classes of pesticides in aqueous samples by dispersive liquid–liquid microextraction with liquid chromatography–tandem mass spectrometric detection. Analytica Chimica Acta, v. 665, p. 55-62, 2010.

MARTINS L. M.; PRIMEL, E.G.; CALDAS, S.S.; PRESTES, O.D.; ADAIME, M.B.; ZANELLA, R. Microextração Líquido-Líquido Dispersiva (DLLME): fundamentos e aplicações. Scientia Chromatographica, v. 4, n. 1, p. 35-51, 2012.

REZAEE, M.; ASSADI, Y.; HOSSEINI, M.R.M.; AGHAEE, E.; AHMADI, F.; BERIJANI, S. Determination of organic compounds in water using dispersive liquid– liquid microextraction. Journal of Chromatography A, v. 1116, p. 1-9, 2006.

TOLOZA, C.A.T.; ALMEIDA, J.M.S.; SILVA, L.O.P.; LAMOUNIER, A.P.; MACEDO, R.C.; CUNHA, A. L. M. C. Use of photoderivatization associated with fluorimetric detection in the indirect determination of kresoxim-methyl by high efficient liquid chromatography in grape samples and residual water. In: Encontro Nacional de Química Analítica, 19.; Congresso Iberoamericano de Química Analítica, 7. 2018b. Caldas Novas – GO.

STÜCKER, M. Determinação de resíduos de agrotóxicos em água empregando microextração líquido-líquido dispersiva (DLLME) e cromatografia líquida de alta eficiência com detecção por arranjo de diodos (HPLC-DAD).2017. Monografia (Graduação em Química). Universidade Federal de Santa Maria. Santa Maria – RS, Brasil, 2017.