Fases fluoradas como sorventes para extração em fase sólida de pesticidas e compostos perfluorados

Master thesis Portuguese OPEN
Cristiane Vidal (2015)
  • Subject: Cromatografia líquida acoplada à espectometria de massas (LC-MS/MS) | Extração em fase solida | Pesticidas | Compostos perfluorados | Fluorossiloxano | Liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) | Solid phase extraction | Pesticides | Perfluorinated compounds | Fluorosiloxane

Resumo: Fases sólidas fluoradas apresentam características oriundas das propriedades da ligação C-F, como o alto momento de dipolo e a baixa polarizabilidade e isto confere seletividades peculiares a elas. Existem diversas fases estacionárias alquilperfluoradas e fenilperfluoradas comerciais para cromatografia líquida, entretanto, a oferta de fases sólidas fluoradas para extração em fase sólida (SPE) é menor. Assim, este trabalho descreve um novo método de SPE utilizando uma fase fluorada preparada pela sorção e imobilização térmica de um polissiloxano [poli(metil(3,3,3-trifluoropropil)siloxano], sobre sílica de 30-75 µm, resultando na fase sólida não capeada (FNC) e após reação química apropriada, resultando na fase capeada (FC). Os preparos foram realizados com êxito, confirmado através da caracterização da fase por espectroscopia de absorção no infravermelho, análise elementar e ressonância magnética nuclear. Para estudar o desempenho das fases sólidas fluoradas, escolheram-se compostos com estruturas químicas apropriadas para a retenção esperada, i.e., com grupos funcionais de alta densidade eletrônica. Para tanto, escolheram-se alguns pesticidas (atrazina, imidacloprido, bromacila e outros das classes dos organofosforados, triazóis e estrobilurinas) e compostos perfluorados. Além das estruturas, estes compostos também foram escolhidos por serem contaminantes ambientais. Um método cromatográfico utilizando LC-ESI-MS/MS foi desenvolvido e validado para a determinação dos compostos escolhidos. Quando as condições otimizadas de SPE foram aplicadas a amostras ambientais, conseguiram-se recuperações acima de 60 % para oito pesticidas, no nível de concentração de 1 ng/mL. Atingiu-se uma eluição seletiva dos compostos perfluorados, em que estes foram separados dos demais compostos em diferentes alíquotas de eluição. Desta forma, a fase sólida fluorada apresentou-se como uma alternativa viável para a determinação dos compostos estudados e pôde ser aplicada com sucesso na extração destes compostos. A característica que ficou mais evidente foi a alta retenção que ela apresentou aos compostos estudados, comportamento o qual pode ser expandido para compostos similares. Abstract: Fluorinated solid phases can present unique selectivity due the special properties of the C-F bonds, such as high dipole moment and low polarizability. There are several commercial alkyl and phenylperfluorinated stationary phases for liquid chromatography. However, the availability of fluorinated solid phases for solid phase extraction (SPE) is still low. This work describes a new solid phase and extraction method using a fluorinated sorbent prepared by sorption and thermal immobilization of a fluorinated polysiloxane, namely poly[methyl(3,3,3-trifluoropropyl)siloxane], onto silica of 30-75 µm particle size. This procedure was successful and confirmed through the characterization made by infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance and elemental analysis (C, H, N). The performance of the fluorinated solid phase was studied by choosing compounds with suitable chemical structures to meet the expected retention, i.e. with functional groups that have high electronic density. The pesticides chosen were atrazine, imidacloprid and bromacil and the profenofos, triazols and strobilurins classes. In addition to the structures, these compounds were also chosen because they are environmental contaminants. A chromatographic method using LC ESI MS/MS was developed and validated for the determination of the chosen compounds. When the optimized SPE conditions were applied to environmental samples, recoveries above 60% were achieved for eight pesticides, at the 1 ng/mL concentration level. Selective elution of the perfluorinated compounds was achieved, in which they were separated from other compounds in different aliquots of elution. Thus, the fluorinated solid phase presented itself as a viable alternative for determining the compounds studied and could be successfully applied in the extraction thereof. The most evident feature was the high retention that the phase presented for the studied compounds, behavior which can be expanded to similar compounds.
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