Biblioteca

Avaliação de hidrogéis como fase extratora para determinação de hormônios em matrizes aquosas por gc-ms/ms

Publicado em 18/07/2017 às 13:56:20

Resumo

A procura contínua por métodos analíticos sensíveis e seletivos capazes de identificar e quantificar compostos orgânicos em concentrações a nível traço (µg L-1 a ng L-1 ), tem estimulado o desenvolvimento de pesquisas na área de preparo de amostra a fim de se obter métodos que consumam menores quantidades de solventes, sejam seletivos, rápidos, de baixo custo e que tenham alto nível de automação. Nesse sentido, a extração em fase sólida (SPE) tem sido uma técnica amplamente utilizada na pré-concentração de analitos e remoção de interferentes. No entanto, as fases comerciais de SPE, como o C18, têm como desvantagem a falta de seletividade que conduz à co-extração de interferentes, além da dificuldade em extrair compostos polares de matrizes aquosas. Comercialmente, existem disponíveis fases extratoras com caráter misto (ex. Oasis® HLB – Waters® e Strata™-X – Phenomenex®) que permitem a extração de compostos em uma faixa mais ampla de polaridade, todavia esses cartuchos apresentam custo elevado e são descartáveis sendo, na maioria das vezes, utilizados uma única vez.

Então, recentemente, muitos esforços têm sido realizados no sentido de desenvolver novos materiais sorventes mais seletivos, com alta capacidade de sorção, estáveis (maior vida útil) e de baixo custo. Diante disto, o hidrogel, que é um material formado por redes poliméricas hidrofílicas química ou fisicamente reticuladas, tem se mostrado promissor para aplicação como fase extratora. Devido à presença de diversos sítios hidrofílicos em sua estrutura polimérica, como -OH, -COOH, -SO3H e -NH2, esse material possibilita a extração de compostos polares de matrizes aquosas, o que tem sido um grande obstáculo para as técnicas de extração em geral.

Então, neste trabalho foi desenvolvida e proposta uma nova técnica de extração, denominada aqui por extração em fase gel (GPE – “Gel Phase Extraction”). Esta técnica emprega um hidrogel, material inovador para fins de extração, como fase sorvente para a extração de seis hormônios esteroidais (estriol, estrona, 17β-estradiol, 17α-etinilestradiol, progesterona e testosterona) de amostras aquosas, seguida pela determinação por GC-MS/MS. Desenvolveu-se um hidrogel de álcool polivinílico (PVA) e pectina reticulado com ácido cítrico, o qual possibilitou a extração dos hormônios estudados. O método utilizando a técnica de GPE apresentou limites que quantificação iguais a 0,5 µg L-1 , para E1 e E2, e a 1 µg L-1 para TES, EE2, PRO e E3. Os valores de exatidão ficaram entre o intervalo de 80% a 110%, enquanto que a precisão interensaio variou de 0,23% a 22,2% e a intraensaio de 0,55% a 12,3%.

Como principais destaques da técnica e da fase extratora proposta, pode-se citar o baixo custo (inferior a 15 centavos de real – R$ 0,15) e a possibilidade de reutilização dos discos de extração. Portanto, o uso do hidrogel como fase extratora mostrou-se muito promissor para extração de compostos de média e alta polaridade, sendo possível, neste trabalho, obter uma fase sorvente de caráter anfifílico, reprodutível, livre de efeito de memória e de baixo custo.

Introdução

Atividades humanas como irrigação agrícola, abastecimento público e industrial utilizam diariamente a água, que é um recurso natural de grande importância, gerando efluentes com uma grande diversidade de compostos químicos. Os chamados contaminantes emergentes têm atraído, nas últimas décadas, a atenção de diversos pesquisadores ( ZAPF; HEYER; STAN, 1995; PEDROUZO et al., 2009; LOPEZ et al., 2015), uma vez que são compostos químicos novos ou que não possuem regulamentação e que se suspeita causarem efeitos adversos à biota e à saúde humana mesmo presentes no ambiente em baixas concentrações, na faixa de µg L-1 a ng L-1 (FARRÉ, et al., 2008; DEBLONDE; COSSU-LEGUILLE; HARTEMANN, 2011; JIANG; ZHOU; SHARMA, 2013).

Dentre esses contaminantes, um grupo que merece destaque é o dos interferentes endócrinos, devido à sua capacidade de interferir no funcionamento natural do sistema endócrino de humanos e animais. Esse grupo é formado, principalmente, por hormônios esteroidais naturais e sintéticos, seus respectivos metabólitos, e por diversos outros compostos não esteroidais, como plastificantes, retardantes de chama, surfactantes e pesticidas (MIÈGE et al., 2009; AUFARTOVÁ et al., 2011).

Entretanto, há uma maior preocupação em relação à classe dos hormônios esteroidais, compostos extremamente ativos e considerados os interferentes endócrinos mais potentes encontrados no meio ambiente (STRECK, 2009; HAMID; ESKICIOGLU, 2012). De modo que a presença dessas substâncias no ambiente aquático, mesmo em concentrações em nível de ng L-1 , já tem sido suficiente para provocar a desregulação das funções normais do sistema endócrino (PANTER; THOMPSON; SUMPTER, 1998; IRWIN; GRAY; OBERDÖRSTER, 2001).

Tal característica demonstra a necessidade de métodos analíticos sensíveis e seletivos que possibilitem a identificação e quantificação desses compostos em matrizes complexas, como por exemplo, amostras de águas superficiais e efluentes. A cromatografia em fase gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS e GC-MS/MS), tem se destacado nesse aspecto, sendo a técnica preferida para a determinação de esteroides sexuais em amostras ambientais, devido ao seu alto poder de resolução e capacidade de atingir baixos limites de detecção.

Neste contexto, pesquisas na área de preparo de amostra têm sido estimuladas, a fim de se desenvolver métodos que apresentem baixo consumo de solvente, alta seletividade, sejam rápidos e tenham um alto nível de automação. A extração em fase sólida (Solid Phase Extraction – SPE) é uma técnica amplamente utilizada, desde meados da década de 1970, para a pré-concentração de analitos e remoção de interferentes em amostras complexas, pois apresenta vantagens como facilidade de automação, reprodutibilidade e alta recuperação, além da disponibilidade comercial de diversos dispositivos e fases sorventes (HERNÁNDEZ-BORGES et al., 2007).

No entanto, as fases comerciais, como o octadecilsilano (C18), têm como desvantagem a falta de seletividade que conduz à co-extração de interferentes, além da dificuldade em extrair compostos polares de matrizes aquosas, uma vez que as interações entre essa fase e os analitos são de natureza hidrofóbica. Comercialmente, existem disponíveis fases extratoras com caráter misto (ex. Oasis® HLB – Waters® e Strata™-X – Phenomenex®) que permitem a extração de compostos em uma faixa mais ampla de polaridade. No entanto, o custo dos cartuchos é elevado tanto para as fases mais comuns, como C18, quanto ainda mais, para as fases poliméricas, como as citadas anteriormente. Além disso, esses dispositivos são descartáveis sendo, na maioria das vezes utilizados uma única vez. Então, recentemente, muitos esforços têm sido realizados no sentido de desenvolver novos materiais sorventes mais seletivos, com alta capacidade de sorção, estáveis (maior vida útil) e de baixo custo.

Diante disto, o hidrogel tem se mostrado promissor para aplicação como fase extratora, uma vez que se trata de um material estímulo responsivo, modulável e que apresenta em sua estrutura polimérica diversos sítios hidrofílicos, como grupos –OH, –COOH, -SO3H e –NH2. Sendo esta última característica de grande interesse, pois possibilita a extração de compostos polares de matrizes aquosas, o que tem sido um grande obstáculo para as técnicas de extração em geral. A possibilidade de modular esse material permite a obtenção de fases mais seletivas. Além disso, sua característica de responder a estímulos externos pode ser empregada no controle da capacidade de retenção dos analitos por esse material.

Assim, diante das necessidades supramencionadas, este trabalho tem como objetivo a avaliação de fases extratoras baseadas em hidrogéis e determinação por cromatografia em fase gasosa e detecção por espectrometria de massas sequencial (GC-MS/MS) de seis hormônios esteroidais (estriol, estrona, 17β-estradiol, 17α-etinilestradiol, progesterona e testosterona) em amostras aquosas.

O hidrogel é um material inovador para fins de extração e apresenta características distintas das fases sorventes empregadas em SPE (materiais sólidos), por conseguinte, a técnica de extração proposta neste trabalho receberá o nome de extração em fase gel (GPE – “Gel Phase Extraction”), pois emprega um hidrogel como fase sorvente no lugar das partículas sólidas.

Autora: Naiara Mariana Fiori Monteiro Sampaio.

hormonios


Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *