Optimização do método de preparação de amostra: sistema ASE

Um dos objectivos deste trabalho consistiu na optimização dos parâmetros de extracção dos amostradores passivos pelo sistema ASE (sistema de extracção acelerada com solventes).

Numa primeira fase, nomeadamente antes da introdução dos amostradores em condições controladas no laboratório, foram efectuados ensaios de fortificação, com uma solução de pesticidas, em terra de diatomáceas, com o objectivo de seleccionar algumas condições óptimas de extracção no sistema ASE para este grupo de compostos.

O estudo numa segunda fase incidiu na colocação dos amostradores passivos, nomeadamente do SMPD e de dois POCIS com diferentes composições, durante 1 semana numa tina com água da torneira, em condições controladas no laboratório, permitindo posteriormente uma melhor optimização das condições de extracção. Neste processo os amostradores eram extraídos pelo sistema ASE em diferentes condições de solventes, temperaturas de extracção e fluxo de solventes.

Os extractos orgânicos obtidos foram analisados por GC/MS, em modo SIM, de modo a estabelecer as condições óptimas de extracção pelo sistema ASE para o grupo de pesticidas em estudo.

Posteriormente, as condições de extracção optimizadas no sistema ASE foram usadas na extracção de compostos desconhecidos adsorvidos pelos amostradores para posterior análise por GC/MS em modo full scan.

3.3.2.1. Pesticidas em terra de diatomáceas

Neste ensaio foram adicionados 4 mL de uma solução padrão intermédia de pesticidas (preparação referida no ponto 3.3.1.1.) à terra de diatomáceas (aproximadamente 8 g). Esta fase teve como objectivo a seleccão da temperatura e solventes de extracção mais apropriados para a extracção dos pesticidas em estudo, usando o sistema ASE.

As temperaturas de extracção estudadas foram à temperatura ambiente, a 50 ºC e a 100 ºC.

Os solventes estudados foram: metanol, hexano, ciclohexano, diclorometano. As misturas de solventes foram: metanol:diclorometano:hexano (1:1:1), metanol:diclorometano:ciclohexano (1:1:1), metanol:tolueno:diclorometano (1:1:1), diclorometano e acetona (1:1), hexano e acetona (5:1), diclorometano:tolueno:metanol (5:1:1).

Os extractos orgânico obtidos pelo sistema ASE tinham um volume compreendido entre 50 mL a 70 mL. Este extractos foram posteriormente concentrados no turbovap, em condições de pressão e temperatura previamente optimizadas para a análise do grupo de pesticidas em estudo. Assim sendo, a concentração foi feita a uma pressão de azoto de aproximadamente 0,2 bar e a uma temperatura de 35 ºC, sendo que todos os extractos foram reduzidos até aproximadamente 0,3 mL. O solvente foi depois substituído por adição de diclorometano (2 mL) e novamente concentrados até 0,5 mL. Os extractos foram transferidos para um vial de cor âmbar e analisados por GC/MS, no modo SIM (ponto 3.3.1.).

Em paralelo foram efectuados ensaios em branco na terra de diatomáceas para se avaliar se durante o processo extractivo, existiria qualquer tipo de interferentes, que pudessem interferir com os picos cromatográficos dos compostos em estudo.

Na análise por GC/MS a identificação de cada composto foi efectuada com base no tempo de retenção e na razão da intensidade de iões monitorizados características de cada pesticida. Em cada sequência de amostras análisadas foi efectuada a quantificação dos pesticidas extraídos, após calibração do GC/MS com recta de calibração. A preparação da sequência de análise para pesticidas por GC/MS, em modo SIM, já foi referida anteriormente (ponto 3.3.1.1.).

3.3.2.2. Pesticidas em amostradores passivos

Nestes ensaios, os amostradores passivos foram colocados numa tina de vidro com 4 litros de água da torneira e esta foi fortificada com 4 mL de uma solução padrão intermédia dos pesticidas em estudo, de concentração conhecida. Esta solução foi submetida a uma agitação magnética constante com uma barra de agitação: 840 rpm para o SPMD e 450 rpm para os dois POCIS. Os três amostradores passivos foram retirados ao fim de 1 semana.

Figura 3.6- Ensaio de simulação dos amostradores passivos (SPMD, POCIS-Pesticida e POCIS- Fármaco).

No fim deste tempo, quando não se procedeu logo à extracção, os amostradores passivos foram armazenados no frigorifico a – 4 ºC. A extracção foi executada no sistema ASE sobre diferentes condições de temperatura e solventes, de forma a encontrar um método suficientemente eficiente. Sendo que os amostradores possuem diferentes composições e têm afinidade para compostos diferentes, o estudo foi efectuado para cada amostrador individualmente.

O amostrador SPMD é constituído por uma membrana que contém no seu interior, trioleína, e onde ficam retidos os analitos estudados. A extracção do amostrador SPMD no sistema ASE foi realizada a diversas temperaturas, nomeadamente à temperatura ambiente (22 ºC +/- 2 ºC), 50 ºC, 70 ºC e 90 ºC. Os solventes de extracção escolhidos foram a mistura de n- hexano e acetona (5:1), foi também realizado um ensaio apenas com diclorometano. No sistema ASE a membrana SPMD foi colocada numa célula de extracção e preenchida com aproximadamente 6 g de terra de diatomáceas.

Figura 3.7- Amostrador SPMD antes da colocação na célula de extracção, do sistema ASE.

A extracção dos dois amostradores POCIS no sistema ASE foram realizadas à temperatura ambiente e a 50 ºC.

Os solventes e misturas de solventes usados para a extracção do POCIS- Pesticidas foram: diclorometano:tolueno:metanol (5:1:1) foi realizada ainda uma extracção em que se alterou o fluxo desta mistura de solventes na célula ( fluxo de 1 mL/ min) e por último uma extracção com acetona:hexano:metanol (5:1:1) e outra com diclorometano.

Os solventes e misturas de solventes usados na extracção do POCIS- Fármacos foram: metanol, diclorometano:tolueno:metanol (5:1:1), metanol:diclorometano:tolueno (5:1:1) e diclorometano.

Na célula cada uma destas membranas POCIS foi misturada, com o auxílio de um almofariz, com terra de diatomáceas (8 g). As duas constituições deste amostrador podem-se distinguir uma da outra pelo simples facto de no POCIS-Pesticida este apresentar uma cor semelhante à cor do café enquanto que no caso do POCIS- Fármacos este apresenta um tom mais amarelado, como se pode verificar pela figura 3.8.

Figura 3.8- Amostrador POCIS-Pesticida (lado direito) e Amostrador POCIS-Fármaco na terra de diatomáceas antes da colocação na célula de extracção, do sistema ASE.

Os extractos orgânicos obtidos foram purificados posteriormente numa coluna constituída por 5 g de sílica gel, 5 g de alumina e 5 g de sulfato de sódio anidro, de forma a retirar alguns interferentes presentes nos amostradores passivos. O caso mais crítico é o SPMD devido à presença da trioleína, um ácido gordo.

A eluição de cada extracto foi efectuada com os solventes e misturas de solventes usados no processo de extracção pelo sistema ASE.

Na figura 3.9 é possível ver a utilização destas colunas de purificação, para os amostradores passivos, no laboratório.

Figura 3.9- Colunas de purificação para os amostradores passivos.

Após purificação foi posteriormente retirado 1 mL, 5 mL e 10 mL do extracto orgânico, o qual foi submetido a um processo de concentração no turbovap (pressão 0,2 bar e temperatura de 35ºC). Durante este processo foi adicionado diclorometano (2 mL) para permitir a troca de solventes para a análise no GC/MS. Os extractos obtidos foram posteriormente análisados por GC/MS, no modo SIM, para a análise do grupo pesticidas em estudo (ponto 3.3.1.1).

Para além dos ensaios de simulação no sistema ASE foram também efectuadas extracções do amostrador SPMD e POCIS-Pesticida pelo método clássico, indicado pelo fornecedor. O método consiste numa extracção usando uma grande quantidade de solvente nomeadamente, o uso de 2 × 300 mL de ciclohexano para o amostrador SPMD e de 2 × 25 mL de metanol para o amostrador POCIS-Pesticida.