Avaliação de uma nova fase extratora baseada em hidrogel de alginato e zeína para determinaçao cromatográfica de contaminantes emergentes em matrizes aquosas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Castilhos, Natara Duane Borges de, 1990-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/57048
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Bruno José Gonçalves da Silva
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spelling Castilhos, Natara Duane Borges de, 1990-Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em QuímicaSilva, Bruno José Gonçalves da2018-09-24T17:21:05Z2018-09-24T17:21:05Z2018https://hdl.handle.net/1884/57048Orientador: Prof. Dr. Bruno José Gonçalves da SilvaTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa : Curitiba, 28/05/2018Inclui referências: p.115-127Resumo: Na busca por métodos cromatográficos mais seletivos e sensíveis para análises ambientais, o desenvolvimento de novas técnicas de preparo de amostras, uma das etapas mais morosas e complexas dos procedimentos analíticos, tem sido amplamente avaliado. A microextração em fase sólida (SPME) tem ganhado destaque frente aos métodos convencionais, pois minimiza o volume da amostra e o consumo de solventes orgânicos, permite a reutilização das fases extratoras, a pré-concentração dos analitos, além de ser rápida e passível de automação. Apesar de algumas fases extratoras estarem disponíveis comercialmente para as análises por SPME/GC-MS/MS, o desenvolvimento de novas fases extratoras mais seletivas, estáveis e de baixo custo tem sido necessário para o avanço científico e maior abrangência da técnica. Dentre os diversos possíveis novos materiais, aqueles baseados em hidrogéis se mostram promissores para esta aplicação, pois o grande número de grupos funcionais os credenciam para extração tanto de compostos polares quanto menos polares. O objetivo deste estudo foi sintetizar e avaliar um novo dispositivo SPME, à base de hidrogel de alginato, para a extração de contaminantes de preocupação emergente, ou seja, compostos de média a alta polaridade. Quando adicionou-se alginato à superfície da fibra de polipropileno obteve-se uma melhora significativa na eficiência de extração dos compostos investigados. No hidrogel de alginato foi incorporada uma pequena quantidade de zeína. Curiosamente, a blenda de hidrogel foi capaz de extrair com sucesso os compostos com baixa constante de partição octanol/água (Kow), como 17-?-etinilestradiol, progesterona e estriol. Dessa maneira, supõe-se que a absorção inicial de água diminua drasticamente neste gel, desse modo, os grupos hidroxila presentes no alginato e na zeína podem estar disponíveis para interagir com os analitos. O método desenvolvido para a avaliação do dispositivo por GC-MS/MS, apresentou linearidade para o intervalo de LQ (0,1 ?g L-1 a 0,5 ?g L-1) a 100 ?g L-1, com valores de coeficiente de determinação superiores a 0,99. O método se mostrou com satisfatória exatidão (81,2% a 118,0%), enquanto ensaios de precisão resultaram em desvios padrão entre 1,9% a 22,0%. Esses resultados indicam o potencial da fase/dispositivo para fins quantitativos de analitos em meio ambiente aquoso em intervalos de concentração geralmente descritos na literatura. O método padronizado e validado foi por fim aplicado em matriz real, no caso, amostras de água do rio Belém (Curitiba/PR). Como especial vantagem da fase proposta, destaca-se seu caráter anfifílico, garantindo eficiência de extração tanto para compostos orgânicos de média como de alta polaridade. Por fim, considera-se que esse trabalho fornece um dos primeiros passos para um estudo abrangente sobre o potencial uso do hidrogel como fase seletiva e de baixo custo para sorção de compostos orgânicos. Palavras-chave: SPME. GC-MS/MS. Hormônios. Cafeína. Micropoluentes orgânicos.Abstract: In the search for more selective and sensitive chromatographic methods for environmental analysis, the development of new sample preparation techniques, one of the most time consuming and complex analytical procedures, has been widely evaluated. The solid phase microextraction (SPME) has gained prominence over conventional methods, since it minimizes the volume of the sample and the consumption of organic solvents, allows the reuse of the extractive phases, the pre-concentration of the analytes, besides being fast and automation. Although some extractive phases are commercially available for SPME/GC-MS/MS analyzes, the development of new, more selective, stable and low-cost extractive phases has been necessary for the scientific advancement and greater comprehensiveness of the technique. Among the several possible new materials, those based on hydrogels are promising for this application, since the large number of functional groups accredits them for extraction of both polar and less polar compounds. The objective of this study was to synthesize and evaluate a new SPME device, based on alginate hydrogel, for the extraction of contaminants of emerging concern, that is, medium to high polarity compounds. When alginate was added to the surface of the polypropylene fiber there was a significant improvement in the extraction efficiency of the investigated compounds. A small amount of zein was incorporated into the alginate hydrogel. Interestingly, the hydrogel blend was able to successfully extract compounds with a low octanol / water partition coefficient (Kow), such as 17-?-ethynylestradiol, progesterone and estriol. Thus, the initial water uptake is assumed to decrease dramatically in this gel, whereby the hydroxyl groups present in alginate and zein may be available to interact with the analytes. The method developed for the evaluation of the device by GC-MS/MS presented linearity for the range of LQ (0.1 ?g L-1 to 0.5 ?g L-1) at 100 ?g L-1, with coefficient values higher than 0.99. The method was shown with satisfactory accuracy (81.2% to 118.0%), whereas precision tests resulted in standard deviations between 1.9% and 22.0%. These results indicate the phase/device potential for quantitative purposes of analytes in aqueous environment at concentration ranges generally described in the literature. The standardized and validated method was finally applied in real matrix, in this case, water samples from the Belém river (Curitiba/PR). As a special advantage of the proposed phase, its amphiphilic character is highlighted, guaranteeing extraction efficiency for both medium and high polar organic compounds. Finally, it is considered that this work provides one of the first steps for a comprehensive study on the potential use of the hydrogel as a selective and low cost phase for sorption of organic compounds. Key-words: SPME. GC-MS/MS. Hormones. Caffeine. Organic micropollutants.133 p. : il.application/pdfHormoniosQuímicaCafeinaExtração (Quimica)TesesAvaliação de uma nova fase extratora baseada em hidrogel de alginato e zeína para determinaçao cromatográfica de contaminantes emergentes em matrizes aquosasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - NATARA DUANE BORGES DE CASTILHOS.pdfapplication/pdf4919182https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/57048/1/R%20-%20T%20-%20NATARA%20DUANE%20BORGES%20DE%20CASTILHOS.pdfd92ed4efecde5a0dd2af6f755561391dMD51open access1884/570482018-09-24 14:21:06.075open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/57048Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082018-09-24T17:21:06Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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