Fase sortiva baseada em papel aplicada na microextração em filme fino em sistema de alta frequência analítica para determinação de desreguladores endócrinos por cromatografia

Abstract

Nesse estudo desenvolveu-se um método para a determinação de dez desreguladores endócrinos (ftalatos, bisfenóis e alquilfenóis) em amostras de água utilizando-se no preparo de amostra a técnica de microextração em filme fino (TFME) em sistema de alta frequência analítica. A separação e detecção foi realizada por meio de um cromatógrafo líquido de alta eficiência com detector de arranjo de diodos (HPLC-DAD). Uma fase sortiva de poliamida baseada em papel (PSP) foi preparada mergulhando-se um papel filtro (2,5 cm por 0,5 cm) em uma solução de nylon 66 em ácido fórmico, seguido da evaporação do solvente da superfície do papel a temperatura ambiente. O dispositivo de extração confeccionado foi empregado na TFME em um sistema semiautomatizado, o qual permitiu que as etapas de extração e dessorção fossem realizadas em até 24 amostras simultaneamente. Esse sistema semiautomatizado foi desenvolvido por meio da impressão 3D para a fixação dos PSPs e utilização de 15 mL de amostra e 400 µL de solvente de dessorção. O método desenvolvido foi otimizado pelo planejamento de experimentos de forma multivariada e univariada. A melhor condição de preparo do PSP é alcançada com dois mergulhos do papel na solução de nylon 66, sendo cada mergulho intercalado pela evaporação do solvente da superfície do papel para permitir a impregnação da poliamida. Verificou-se a existência de efeito sinérgico pois tanto a poliamida quanto a celulose atuaram para a extração dos analitos. As condições otimizadas para a extração foram de 30% de NaCl (m/v) adicionados à amostra em pH 2 por 180 minutos. Para a dessorção, obtiveram-se os melhores resultados com acetonitrila por 20 minutos. As curvas de calibração obtidas apresentaram coeficientes de determinação entre 0,9837 para DNOP e 0,9997 para BPF. Os limites de detecção foram de 1,5 µg/L para a maioria dos analitos com as exceções de DEHP e DNOP que obtiveram 3 µg/L e de DMP que obteve 7,6 µg/L. Os limites de quantificação foram de 5 µg/L para a maioria dos analitos com as exceções de DEHP e DNOP que obtiveram 10 µg/L e de DMP que obteve 25 µg/L. A repetitividade e a precisão intermediária foram avaliadas por meio do desvio padrão relativo (RSD) e obtiveram bons resultados para a maioria dos analitos, sendo igual ou inferior a 24%. Apesar disso, os três últimos analitos da separação cromatográfica (4-NP, DEHP e DNOP) apresentaram RSDs na faixa de 10 a 40%. A exatidão foi avaliada a partir de recuperação relativa em três amostras aquosas. A amostra de água mineral obteve recuperações satisfatórias para a maioria dos analitos, variando de 69 a 145%. A amostra de água de coco apresentou efeito de matriz superior a 20% para os últimos quatro analitos da separação cromatográfica, sendo satisfatório para os seis demais analitos na faixa de 55 a 112%. A amostra de água de córrego apresentou pronunciado efeito de matriz. O método obteve boa frequência analítica com cerca de 8,3 minutos para cada amostra.

Abstract: In this study, an analytical method was developed for the determination of ten endocrine disrupting compounds (phthalates, bisphenols and alkylphenols) in water samples by using thin film microextraction technique (TFME) in a high-throughput system in the sample preparation. The separation and detection was performed with a high-performance liquid chromatograph with diode-array detection (HPLC-DAD). A polyamide paper-based sorptive phase (PSP) was prepared by dipping a filter paper (2.5 cm by 0.5 cm) into a nylon 66 solution in formic acid, followed by the evaporation of the solvent from the paper surface at room temperature. The extraction device produced was employed in TFME in a semi-automated system, which allowed the extraction and desorption steps to be carried out in up to 24 samples simultaneously. This semi-automated system was built with the aid of a 3D printer to hold the PSPs and to use 15 mL of sample and 400 µL of desorption solvent. The developed method was optimized by multivariate design of experiments and univariate approach. The best condition for the PSP preparation is achieved with two dips of the paper into the nylon 66 solution, each one being intercalated by the solvent evaporation from the paper surface to allow the polyamide impregnation. It was noted the existence of a synergic effect because both the polyamide and the cellulose contributed for the analytes extraction. The optimized conditions for the extraction were NaCl 30% (w/v) added to the sample at pH 2 for 180 minutes. For the desorption, the best results were obtained with acetonitrile for 20 minutes. The calibration curves showed coefficients of determination between 0.9837 for DNOP and 0.9997 for BPF. The limits of detection were 1.5 µg/L for most the analytes with the exceptions of DEHP and DNOP which resulted in 3 µg/L and DMP which resulted in 7.6 µg/L. The limits of quantification were 5 µg/L for most the analytes with the exceptions of DEHP and DNOP which resulted in 10 µg/L and DMP which resulted in 25 µg/L. The repeatability and the intermediate precision were evaluated using the RSD and they reached good results for most the analytes, being equal or less than 24%. In spite of this, the last three analytes of the chromatographic separation (4-NP, DEHP and DNOP) showed RSDs in the range of 10 to 40%. The accuracy was assessed using relative recovery of three aqueous samples. The mineral bottled water sample obtained satisfactory recoveries for most the analytes in the range of 69 to 145%. The coconut water sample showed matrix effect greater than 20% for the last four analytes of the chromatographic separation, being satisfactory for the other six analytes in the range of 55 to 112%. The stream water sample showed pronounced matrix effect. The time consumed for each sample was about 8.3 minutes, which came up as a good high-throughput method.