Fibra de SPME

Existem vários tipos de revestimentos de fibras que podem ser utilizados nas análises ambientais. A escolha da fibra de SPME a usar depende das características dos analitos que se pretende analisar numa amostra: peso molecular, polaridade, concentração e complexidade da matriz.

Por isso, a polaridade do revestimento afecta a selectividade da fibra. Para compostos polares são usados revestimentos polares e o mesmo princípio aplica-se para analitos apolares e semipolares. Deste modo, a selectividade da fibra é maximizada e são evitadas interferências causadas pela utilização de uma matriz mais complexa.

A escolha da fase estacionária da fibra é um processo fundamental na optimização de um método de SPME, existindo neste momento no mercado uma gama variada de fases que incluem o polidimetilsiloxano (PDMS), o divinilbenzeno (DVB), o carboxen (CAR) e o

poliacrilato (PA), bem como combinações destes polímeros entre si de forma a obter as características de adsorção adequadas a analitos com diferentes volatilidades e polaridades. 69,70

Tabela 2.13- Tipo de fibra e respectivas aplicações. 71

Revestimento Espessura (μm) Aplicações

PDMS 100 GC/HPLC para voláteis

PDMS 30 GC/HPLC para semi-voláteis

PDMS 7 GC/HPLC para compostos apolares de elevado PM PDMS/DVB 65 GC/HPLC para voláteis e aminas

PA 85 GC/HPLC para semi-voláteis polares CW/DVB 65, 70 GC/HPLC para álcoois e compostos polares CAR/PDMS 75, 85 GC/HPLC para gases

CAR/PDMS/DVB 50/30 GC/HPLC para aromatizantes

2.3.3. TurboVap

A concentração da amostra é um passo determinante na preparação da amostra antes da realização de análises, neste caso cromatográficas e espectrais.

Muitas vezes o processo de concentração no turbovap encontra-se acoplado á extracção em fase sólida (SPE), uma vez que o principal objectivo deste processo consiste na evaporação de solventes provenientes do processo de extracção. Durante a concentração é comum existir uma troca de solventes de modo a tornar o solvente compatível com o processo cromatográfico a que é submetido e extracto após o passo de concentração.

Neste processo a solução que se pretende concentrar é introduzida no interior do tubo de concentração, que posteriormente é colocado no equipamento, Turbovap (figura 2.19).

Figura 2.19- Turbovap e esquema do seu funcionamento.

O tubo de concentração, que contêm a solução, é colocado num banho termostatizado, no qual o operador pode seleccionar a temperatura, bem como a pressão pretendida. Em seguida, a amostra que se encontra no tubo é colocada em contacto com uma corrente de azoto que entra nos tubos com uma determinada pressão e orientação, fazendo com que haja evaporação da amostra, até ao volume desejado, geralmente 0,5 mL. O aparelho possui também um sensor que controla o volume da solução do tubo e assim quando se atinge o volume definido o aparelho indica através de sinal sonoro, que o processo de concentração se encontra finalizado.

Saída de azoto

Banho com água

Sensor óptico Alça do tubo Agitação causada pelo gás Tubo com amostra

2.4. Análise

2.4.1. Cromatografia

A cromatografia é um processo de separação de substâncias químicas presentes em uma mistura, em que os compostos são separados uns dos outros ao fazer passar essa mistura através de uma coluna que retém alguns compostos por mais tempo que outros.

Na cromatografia existe uma fase móvel (o solvente que se move através da coluna cromatográfica), que é um gás na Cromatografia gasosa ou um líquido na Cromatografia líquida, e uma fase estacionária (a substância que fica fixa dentro da coluna). A fase estacionária pode ser um sólido ou um líquido que está covalentemente ligado às partículas sólidas ou às paredes no interior de uma coluna capilar oca, sendo que a sua separação é originada através da partição dos solutos entre as fases móvel e estacionária. 72–74

2.4.1.1. Nota Introdutória

O início da cromatografia como técnica analítica é atribuída ao botânico russo Michael Tsweet, em 1903, que verificou a separação de clorofilas e xantofilas numa coluna de carbonato de cálcio, usando éter de petróleo. 65,75 _{A sua descoberta deu nome à técnica, a qual deriva de}

dois nomes gregos: chroma, que significa cor, e graphein, que significa escrita. 75

Na mesma época outros investigadores em trabalhos independentes, estabeleceram técnicas semelhantes à anteriormente proposta, porém só em 1940, devido aos trabalhos de Martin e Synge a cromatografia teve um grande desenvolvimento, pois introduziram a técnica conhecida como cromatografia gás-líquido. O seu trabalho permitiu-lhes a atribuição do prémio Nobel em 1952. 65,75

Contudo, mais de uma década se passou antes que o valor da cromatografia gás-líquido fosse demonstrado e que a técnica passasse a ser empregada como uma ferramenta rotineira no laboratório. Em 1955, surgiu o primeiro instrumento comercial para a cromatografia gás-líquido no mercado. Desde então, o crescimento nas aplicações dessa técnica no quotidiano tem sido enorme. 76 _{Os quais embora respeitando os princípios básicos originais, apresentam agora um}

elevado grau de aperfeiçoamento técnico, sendo que muitos dos seus parâmetros instrumentais são controlados usando computadores.

2.4.1.2. Cromatografia Gasosa

A cromatografia é uma técnica muito utilizada para a separação e quantificação de diversas substâncias, podendo também ser utilizada para a sua identificação quando acopladas a um espectrómetro de massas ou outro detector. Esta técnica separativa é uma das mais importantes em química analítica, pois permite não só separar os componentes existentes na mistura, como também fornecer informação quantitativa de cada constituinte da amostra.

A cromatografia gasosa é utilizada em compostos voláteis e termicamente estáveis em temperaturas relativamente elevadas durante o processo cromatográfico. Por outro lado, a cromatografia líquida é aplicável em compostos termicamente instáveis e não voláteis, que não são identificados em GC.

Para um composto ser susceptível a análise por GC, este necessita de ter volatilidade a temperaturas abaixo de 350-400 ºC, ou seja, precisa estar no estado gasoso abaixo destas temperaturas. Outra característica importante é o facto de o composto suportar altas temperaturas e rapidamente se transformar em vapor sem degradação ou reacção com outros compostos. 74

Na Cromatografia Gasosa, a amostra (gás ou liquido volatilizado) é injectada no equipamento, através do injector, onde é vaporizada e misturada com o gás de arraste a altas temperaturas. Ao entrar na coluna, a qual se encontra normalmente a uma temperatura mais baixa que a do injector, os analitos condensam e são retidos pela fase estacionária. O efeito do gás de arraste (hidrogénio, hélio ou azoto) e o aumento da temperatura do forno vão promover a eluição dos analitos fazendo com que estes sejam separados de acordo com a sua volatilidade e afinidade de cada composto com a fase estacionária. Desta forma, a separação dos analitos depende da sua capacidade de distribuição entre a fase estacionária e a fase móvel, havendo por isso um equilíbrio de distribuição entre fases, sendo este determinante para a separação cromatográfica dos solutos. À saída da coluna os analitos são detectados num detector sensível à sua massa ou a outras características estruturais e cuja resposta é proporcional à concentração do analito no gás de arraste.69

O cromatograma obtido mostra a resposta do detector em função do tempo (ou volume de eluição) da separação cromatográfica, e em que cada pico cromatográfico corresponde a uma substância diferente eluída da coluna. 64