Microextração adsortiva em barra (BAuE) : fundamentos avanços e aplicações na análise vestigial de compostos emergentes em matrizes reais

Tese de doutoramento, Química (Química Analítica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

Diversas classes de compostos orgânicos emergentes apresentam elevados riscos de toxicidade ao nível da saúde pública e ambiental, e dada a contínua libertação dos mesmos para os ecossistemas naturais por parte do Homem, várias instituições internacionais têm elaborado regulamentos que visam a respetiva proibição, controlo e monitorização. Neste sentido, a presente tese propõe a aplicação da inovadora técnica de microextração adsortiva em barra (BAμE), que opera no modo estático com recurso à tecnologia de amostragem por flutuação, para monitorização vestigial de várias classes de compostos emergentes, incluindo fungicidas, benzofenonas, inseticidas repelentes, parabenos, fármacos e hormonas esteroides sexuais em diversos tipos de matrizes reais. Neste contexto, desenvolveram-se diversas metodologias por BAμE, recorrendo a fases sorventes seletivas (polímeros e sólidos nanoestruturados), seguido de retroextração com recurso a dessorção líquida (LD) em combinação com técnicas cromatográficas e hifenadas, tendo-se otimizado, validado e aplicado os procedimentos analíticos a amostras ambientais, alimentares, biológicas e de produtos comerciais. Durante a implementação experimental, foram introduzidos melhoramentos quer ao nível da etapa de microextração, com redução do tamanho do dispositivo analítico e da quantidade de fase sorvente disponível, quer da etapa de retroextração, recorrendo a um único passo analítico com redução simultânea do volume de solvente ao nível dos microlitros, mais compatível com a instrumentação analítica. Dos resultados obtidos, as metodologias desenvolvidas demonstraram excelente desempenho analítico com elevada seletividade e sensibilidade na gama dos ppb´s a ppt´s, tendo revelado serem alternativas efetivas na monitorização de compostos emergentes comparativamente com outras técnicas de microextração baseadas em sorção. Em resumo, o presente trabalho demonstra que a técnica BAμE é uma ferramenta analítica reprodutível, de baixo custo e compatível com os princípios da química analítica verde, de fácil e rápida implementação experimental para monitorização vestigial de compostos emergentes, em matrizes com elevada complexidade e origem diversa.

Several classes of emerging organic compounds present high risk of toxicity to the public and environmental health, and due to their continuous input into the environment by humans, many international institutions have been elaborating regulatory guidelines for interdiction, control and monitoring. Therefore, the present thesis proposes the application of the innovative bar adsorptive microextraction (BAμE) technique, which operates in static mode under the flotation sampling technology, for monitoring trace levels of several classes of emerging compounds, including fungicides, benzophenones, insecticide repellents, parabens, pharmaceuticals and sexual steroid hormones in different types of real matrices. Consequently, several new analytical methodologies were developed through BAμE, using selective sorbent phases (polymers and nanostructured materials), followed by back-extraction through liquid desorption (LD) combined with chromatographic and hyphenated techniques, in which the analytical procedures were optimized, validated and applied to environmental, food, biological and commercial products samples. During the experimental implementation, improvements were introduced in the microextraction stage, through the reduction of the size of the analytical device and the available amount of the sorbent phase, as well as in the back-extraction stage, using only one single step through the simultaneously reduction of the solvent volume at the microliters level more compatible with the analytical instrumentation. From the results obtained, the methodologies developed demonstrated excellent analytical performance having high selectivity and sensitivity in the ppb’s to ppt’s range, showing to be effective alternatives for monitoring emerging compounds, in comparison with other sorption-based microextraction techniques. In short, the present work demonstrates that BAμE is a reproducible analytical tool, cost-effective and compatible with the principles of green analytical chemistry, of easy and rapid implementation for monitoring trace levels of emerging compounds from matrices with high complexity and diverse source.

Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT)