Desenvolvimento de metodologia de alta frequência combinando polímero de impressão molecular e microextração em filme fino para a quantificação de aflatoxinas em amostras de cerveja e identificação cromatográfica

Abstract

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de uma metodologia analítica de alta frequência para a determinação simultânea das aflatoxinas B1, B2, G1 e G2 em amostras de cerveja, empregando microextração em fase sólida em filme fino (TF-SPME) combinada ao uso de polímero molecularmente impresso (MIP) como fase extratora em sistema semi-automático de placa de 96 poços (96 well plate), com posterior determinação por cromatografia líquida de alta eficiência com detecção por fluorescência (HPLC-FLD). A cerveja, por se tratar de uma matriz complexa e amplamente consumida, apresenta desafios analíticos significativos, especialmente no monitoramento de micotoxinas termorresistentes e altamente tóxicas, como as aflatoxinas. O MIP foi sintetizado por polimerização de precipitação utilizando um template dummy estruturalmente semelhante às aflatoxinas, visando maior seletividade, menor toxicidade e alinhamento aos princípios da Química Analítica Verde (GAC). A caracterização do MIP e do polímero não impresso (NIP) foi realizada por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), confirmando a formação do polímero, sua estabilidade térmica e sua morfologia microesférica. A metodologia de TF-SPME foi avaliada e otimizada por abordagens multivariadas e univariadas diretamente em amostras reais, sem a necessidade de derivatização dos analitos. As condições ótimas encontradas foram a partir do uso de fita adesiva dupla face de 2 cm com MIP, condicionamento da fase extratora em 20 min com ACN, com tempo de extração e dessorção em 50 e 20 min, respectivamente, com pH em 4,6, o solvente de dessorção sendo a ACN, sem a necessidade de diluir a amostra e realizar limpezas no material extrator após a dessorção. Os parâmetros analíticos foram determinados com limite de quantificação (LOQs) e limite de detecção (LODs) de 1 µg.L-1 e 0,30 µg.L-1, respectivamente. O coeficiente de determinação (R2), para os 4 analitos foi superior a 0,9811. A precisão foi avaliada no intradia (n=3) com RSD% = 17,97. A metodologia desenvolvida mostrou-se eficiente, seletiva e compatível com sistemas semiautomatizados, possibilitando alta frequência analítica e redução do consumo de solventes e resíduos, configurando-se como uma alternativa promissora para o monitoramento de aflatoxinas em cerveja.

Abstract: This study aimed to develop a high-throughput analytical methodology for the simultaneous determination of aflatoxins B1, B2, G1, and G2 in beer samples, employing thin-film solid-phase microextraction (TF-SPME) combined with a molecularly imprinted polymer (MIP) as the extraction phase in a semi-automated 96-well plate system, followed by determination using high-performance liquid chromatography with fluorescence detection (HPLC-FLD). Beer, as a complex and widely consumed matrix, poses significant analytical challenges, particularly in the monitoring of thermoresistant and highly toxic mycotoxins such as aflatoxins. The MIP was synthesized by precipitation polymerization using a dummy template structurally similar to aflatoxins, aiming to achieve higher selectivity, lower toxicity, and compliance with the principles of Green Analytical Chemistry (GAC). Characterization of the MIP and the non-imprinted polymer (NIP) was performed by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric analysis (TGA), and scanning electron microscopy (SEM), confirming polymer formation, thermal stability, and microspherical morphology. The TF-SPME methodology was evaluated and optimized using multivariate and univariate approaches directly in real samples, without the need for analyte derivatization. The optimal conditions were established using 2 cm double-sided adhesive tape coated with MIP, extraction phase conditioning for 20 min with acetonitrile, extraction and desorption times of 50 and 20 min, respectively, pH adjusted to 4.6, acetonitrile as the desorption solvent, without the need for sample dilution or post-desorption cleaning of the extraction material. The analytical parameters were determined with limits of quantification (LOQs) and limits of detection (LODs) of approximately 1 µg L?¹ and 0.30 µg L?¹, respectively. The coefficient of determination (R²) for the four analytes was higher than 0.9811. Precision was evaluated under intraday conditions (n = 3), with RSD% = 17.97. The developed methodology proved to be efficient, selective, and compatible with semiautomated systems, enabling high analytical throughput and reduced solvent consumption and waste generation, thus representing a promising alternative for aflatoxin monitoring in beer.