Preparo das amostras ambientais para as análises de fármacos

Uma das etapas mais importantes em um procedimento analítico é a coleta e o preparo das amostras, essa etapa, dependendo do experimento, pode demandar de 50% ou mais do tempo total da análise. Toda essa importância e esforço no correto preparo da amostra não é em vão. O contínuo desenvolvimento tecnológico aplicado aos atuais equipamentos utilizados para identificar e quantificar analitos, solicita uma correta maneabilidade das amostras para adequar suas características às condições exigidas e extremamente importantes.

Da pureza à limpeza da amostra, diluições de padrões específicos, solubilização, diluição, concentração e eluição. Tudo isso visando atender principalmente a equipamento modernos contando com cada vez maior sensibilidade de detecção e quantificação, tornando ainda mais importante a destreza e o correto manuseio de novas metodologias e métodos pelo analista.

Com o foco no preparo de amostras ambientais para as análises de fármaco, tópicos como a Extração em fase sólida (Solid phase Extraction SPE), determinação do volume de ruptura (breakthrough volume), Recuperação analítica dos analitos e derivatização torna essa etapa minimamente instigante e desafiadora (Smith, 2003), (Togola e Budzinski, 2007), .

4.6.1 Extração em Fase Sólida – SPE

Instrumentos analíticos como os espectrofotométricos e cromatográficos necessitam geralmente que as amostras, passem por um rigoroso processo de limpeza para remoção de impurezas e interferentes. Há também situações em que se deve concentrar os compostos de interesse, uma vez que a presença de tais compostos se encontra na forma de traços, ou seja, estão presentes em quantidades muito pequenas, como o que ocorre com amostras de origem ambiental por exemplo, exigindo assim um grande número de etapas como: a filtração, a concentração, a lavagem, a eluição (Lanças, 2004).

Para se adequar as amostras e atender as especificações e protocolos de análises de diversos instrumentos analíticos, a Extração em Fase Sólida, Solid Phase Extraction (SPE) é uma técnica de preparo de amostra moderna e que proporciona maior agilidade e um menor consumo de solventes orgânicos quando comparado a tradicional técnica, extração líquido- líquido em inglês (Liquid Liquid Extraction LLE). O principal objetivo da utilização da técnica SPE é poder isolar um ou mais analitos presentes em uma matriz complexa, para posterior análises em um método instrumental adequado (Lanças, 2004).

A técnica SPE é composta de um cartucho contendo uma “fase sólida” (FS), essa FS é composta por diferentes constituístes poliméricos e sílicas que possibilitam diversos mecanismos de retenção, sendo muito seletivo, com capacidade de remoção de diversos interferentes. Com isso a técnica SPE pode, além de pré-concentrar determinados compostos, também eliminar interferentes em matrizes complexas. Um critério básico a ser considerado para a escolha da FS, de forma a reter e garantir a seletividades dos analitos alvos é a massa molecular aproximada dos analitos orgânicos, essa massa deve ser inferior a 2.000 Daltons (Lanças, 2004).

A Waters Corporation disponibiliza no mercado o cartucho SPE HLB com o copolímero divinilbenzeno-N-vinilpirrolidona que, por apresentar características de interação mista, hidrofílica-lipofílica, pode extrair analitos de média a alta polaridade (Cassiano et. Al., 2006).

4.6.2 Estudo do volume de amostra

O volume de ruptura em inglês, breakthrough volume é definido como a melhor eficiência obtida na recuperação analítica de acordo com o maior volume possível de ser processado em um cartucho SPE, ou seja, quando se atinge a massa limite do analito no núcleo

do cartucho, após tal saturação, a própria amostra poderá carrear “eluir” o analito já anteriormente adsorvido no núcleo do cartucho se o volume limite for ultrapassado (Smith, 2003).

4.6.3 A Reação de Derivatização

Segundo trabalhos de (Zhang et al., 2007), para a quantificação de compostos do grupo PPCPs em CG-MS pode-se necessitar de um processo de derivatização fazendo uso do reagente N-methyl-N-(trimethylsilyl)trifluoroacetamide (MSTFA), onde o grupo funcional de trimetilsilil (TMS) substitui o átomo de hidrogênio ativo do grupo -OH para compostos como por exemplo o (naproxeno, ibuprofeno, acetaminofeno, clorofen, o triclosan, o bisfenol A, estrona, 17b-estradiol e etinilestradiol-17a) ou o Grupo NH (carbamazepina). Tais compostos anteriormente citados podem ser quantificados em CG e identificados através da biblioteca de espectro de massa MS a partir do processo de derivatização.

A derivatização tem a capacidade de modificar um composto, deixando-o termicamente estável e volátil, atendendo aos requisitos básicos para sua aplicação em cromatografia gasosa.

4.6.4 Cromatografia a Gás acoplada a Espectrômetro de Massas (GC-MS)

A Cromatografia a Gás acoplada a Espectrometria de Massas (GC-MS) combina alta resolução com alta seletividade e sensibilidade de detecção na separação de compostos voláteis. Seu uso aplica-se as mais diversas áreas da ciência e tem se disseminado principalmente para análises de rotinas e P&D.

Por fazer uso de uma análise destrutiva, apresenta vantagens de se explorar a fundo o conhecimento de compostos das mais variadas classes químicas. Essa é uma técnica instrumental muito utilizada para auxiliar na elucidação estrutural de moléculas, bem como seu uso analítico para análise de contaminantes ambientais em nível de traços. A (Figura 8) apresenta um equipamento de Cromatógrafo a Gás acoplado a um Espectrômetro de Massas (GC-MS).

Figura 8 - Representação esquemática de um Cromatógrafo Gasoso acoplado a um Espectrômetro de Massas (GC-MS)

Fonte: Adaptado de (Nascimento, 2017)

Inicialmente os compostos são separados na coluna cromatográfica, atravessam uma interface entre o cromatógrafo e o espectrômetro de massas, com os compostos já vaporizados eles são então ionizados, gerando fragmentos moleculares e/ou íons, sendo separados no detector por sua razão massa/carga (m/z) e em seguida analisados. Após os registros de todas as (m/z) dos compostos, gera-se um espectro das massas em um gráfico medindo a intensidade relativa dos íons pela sua razão massa/carga (m/z). Em sua maioria os íons gerados apresentam carga +1 os valores de (m/z) correspondem as massas dos fragmentos. As intensidades dos íons de todos os valores de m/z, para cada varredura, são então somadas para gerar um pico cromatográfico chamado de cromatograma do íon total.

4.6.5 Análises de Resíduos de Fármacos na Literatura: Publicações

A capacidade analítica tem superado as dificuldades técnicas e um número cada vez maior de substâncias orgânicas em baixos níveis de concentração tem sido alvo de estudos, aumentando o interesse em áreas onde antes a limitação analítica só permitia um estudo superficial. Como exemplo podemos citar a área ambiental, onde o crescimento dos estudos tem sido significativo e podem ser observados em função do número de publicações cada vez maiores nas bases de dados conforme constatado na (Figura 9), apresentando os resultados de publicações na base de dados Scopus para os últimos 40 anos cruzando as palavras-chave

pharmaceutical x water x GC-MS, é possível observar que nos últimos 20 anos houve um grande desenvolvimento sobre a área de pesquisa.

Figura 9 - Publicações referentes às palavras-chave Pharmaceutical x Water x GC-MS dos últimos quarenta anos, pela base de dados Scopus

Fonte: Sítio: www.scopus.com, acessado em 07 de agosto de 2018.

Relacionado ao grupo dos fármacos, o número de trabalhos que representa o estudo de resíduos de anti-inflamatórios que pode ser visualizado. A (Figura 9) apresenta um gráfico das publicações dos últimos dez anos, obtido através do cruzamento das palavras-chave antiinflamatory x water x GC-MS, utilizando a mesma base de dados.

Figura 10 - Publicações referentes às palavras-chave Antiinflamatory x Water x GC-MS dos últimos dezoito anos, pela base de dados Scopus.

Fonte: Sítio - www.scopus.com, acesso em 07/08/2018. .