Métodos para detecção e análise do imidacloprido

Atualmente, muitos métodos analíticos são usados para monitorar o imidacloprido em amostras de solo, água, vegetais, formulações comerciais e mel de abelha. Para fins quantitativos, os pesquisadores têm empregado principalmente a cromatografia líquida de alta eficiência (High Performance Liquid Chromatography - HPLC) acoplada a espectrometria de massas (Mass Spectrometry - MS) ou detector de absorção no ultravioleta.9,32–36 Já a cromatografia gasosa (Gas Chromatography - GC) é pouco usada porque o imidacloprido possui baixa estabilidade térmica.37,38 _{As principais desvantagens das técnicas cromatográficas} são o tempo de análise, o consumo de solventes, os processos de extração das amostras, pré-concentração, e o consumo de materiais com a limpeza.39,40 _{Outros métodos laboratoriais} menos usados são eletroforese capilar,41 _{o ensaio de imunoabsorção enzimática} (Enzyme-Linked Imunosorbent Assays - ELISAs),42 _{e também métodos mais simples e de baixo} custo, tais como a sorção, fotólise e hidrólise.23,37,38,42

Embora menos explorados, métodos eletroanalíticos também foram propostos para monitorar o imidacloprido e outros inseticidas. Guiberteau et al. (2001) aplicaram voltametria adsortiva de redissolução em amostras de água de rios para determinar o conteúdo de imidacloprido. Eles chegaram a limites de detecção similares aos limites proporcionados pelas

técnicas cromatográficas.43 _{Papp et al. (2009) conduziram o primeiro trabalho de voltametria} na construção de eletrodos de pasta de carbono para a detecção do imidacloprido. O estudo foi conduzido em regime voltamétrico de pulso diferencial em amostras de água. Segundo os autores, esse método é rápido, barato e de menor risco ambiental.44

A tendência atual de desenvolver e adaptar técnicas, métodos, equipamentos, etc., e a aplicação dessas novas tecnologias no gerenciamento das lavouras é denominada agricultura de precisão. Essa tendência representa um novo campo de pesquisa científica multidisciplinar, importante para o equilíbrio do ecossistema e para garantir a produção de alimentos para a crescente população mundial, estimada em 9 bilhões de pessoas em 2050.45,46

Conforme afirmam Lamberth et al. (2013), a agricultura continuará a expandir-se para suprir a demanda por alimentos, e atrelado a isso, a produção de inseticidas e outros pesticidas também deve aumentar, visando garantir a produção agrícola com o mínimo de custo. Sem dúvida, há a necessidade de pensarmos no desenvolvimento e implementação de novas tecnologias na agricultura (agricultura de precisão), mais precisamente, o melhoramento de agroquímicos, sementes, fertilizantes mecanização e técnicas mais eficientes e seguras nos processos de produção, por exemplo, sistemas de entrega segura dos inseticidas e dispositivos portáteis de baixo custo para acompanhar os níveis de resíduos e agrotóxicos.46

As técnicas de espectroscopia no infravermelho e Raman podem ser adaptadas para uso em dispositivos portáteis, proporcionando baixo custo de operação no monitoramento de pesticidas e outras substâncias em campo.39,40,47_{Além de proporcionar a caracterização e} quantificação dos inseticidas e outros agroquímicos, os métodos de espectroscopia vibracional podem fornecer compreensão da estrutura eletrônica desses compostos, por exemplo, qual modo vibracional está associado a uma determinada frequência de vibração, a energia da ligação, o tipo de ligação e o efeito da funcionalização na estrutura eletrônica.32

A determinação e quantificação de compostos químicos de interesse em ambientes da agricultura (ou em outras condições de campo) é, sem dúvida, uma tarefa prática e que pode trazer muitas vantagens na área de monitoramento de lavouras tratadas com pesticidas. Ma et al. (2006) mediram a fração do imidacloprido em formulação comercial por meio da análise quantitativa do espectro de infravermelho; os autores usaram a banda de absorção em torno de 939,2 cm-1 _{como banda de referência para a determinação quantitativa.}40 _{Quintás et al. (2004)} avaliaram a curva espectral de infravermelho para estimar a quantidade de imidacloprido em formulação comercial. A quantificação foi feita pelo monitoramento da área da banda de absorção localizada entre 1557 cm-1 _{a 1567 cm}-1 _{e também da altura da banda por volta de} 1572 cm-1_{. Os autores concluíram que a reprodutibilidade da espectroscopia no infravermelho}

é comparável à reprodutibilidade da técnica HPLC, embora essa técnica possa determinar os analito em menores concentrações.32

Hou, Pang e He (2015) fizeram uma análise in-situ por espectroscopia Raman amplificada por superfície (Surface Enhanced Raman Spectroscopy - SERS). Segundo os autores, essa é uma proposta simples, rápida e sensitiva para a detecção do imidacloprido e outros pesticidas na superfície de plantas ou em alimentos de forma direta, ou seja, sem a necessidade de extração do analito das amostras.39 _{Os autores usaram as bandas centradas em} 1174 cm-1 _{e 1049 cm}-1 _{como bandas de referência. Uma grande vantagem do método SERS é} que bandas Raman fracas, comumente encontradas na região de impressão digital do espectro (1500-400 cm-1_),48 _{podem ser ampliadas para que se possa determinar menores concentrações} do analito. Hou, Pang e He (2015) também afirmam que é possível adaptar o método SERS em dispositivos portáteis, inclusive, para aplicação no campo.39 _{Em outro trabalho, Zhang et al.} (2016) adaptaram o método SERS para detecção do imidacloprido em águas residuais. Os pesquisadores monitoraram as bandas em torno de 829, 959, 993 e 1106 cm-1_{. Segundo os} autores, esse método se mostrou simples, rápido e de baixo custo.49

A espectroscopia vibracional também tem sido utilizada no desenvolvimento de formulações de entrega segura e controlada - em inglês, Controlled Release Formulation, CRF. Por exemplo, Li, Huang e Wu (2011) desenvolveram partículas em escala submicro feitas do imidacloprido, quitosana e do composto D, L - lactídeo. Os autores mostraram que as partículas reduziram o efeito prejudicial do imidacloprido em organismos não alvo; os autores caracterizaram as partículas por espectroscopia no infravermelho. Em outro trabalho, Flores-Céspedes et al. (2012) obtiveram uma matriz polimérica de lignina e polietileno glicol (PEG) para entrega controlada do imidacloprido. O imidacloprido pôde ser identificado no nanocompósito polimérico devido às bandas de absorção detectadas no infravermelho, em torno de 1278 cm-1 _{e 1567 cm}-1_.50 _{Adak et al. (2012) sintetizaram um nanopolímero anfifílico com} polietileno glicol e diácidos alifáticos (ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico e ácido subérico); na formulação, o polímero poli[poli(oxietileno-1000)-oxi suberoil] (S10) foi usado como agente de encapsulamento do imidacloprido. Os autores caracterizaram a formulação PEG-S10-imidacloprido usando espectroscopia no infravermelho.51