Aplicación de sistemas micelares organizados como técnica de extracción y preconcentración para GC-MS: análisis de éteres difenilos polibromados en muestras de agua

FONTANA, A.; SILVA, M.F.; WUILLOUD, R.; MARTINEZ, L.; ALTAMIRANO, J.

Tucumán

Congreso; XXVII Congreso Argentino de Química; 2008

Asociación Argentina de Química

La aplicación de la técnica analítica de extracción de punto nube (CPE) para la preconcentración y determinación de analitos en niveles del orden de los vestigios ha tenido un gran crecimiento en los últimos años. CPE es el fenómeno en el cual soluciones acuosas de tensioactivo con concentraciones por encima de la Concentración Crítica Micelar (CMC) y bajo condiciones particulares de temperatura, fuerza iónica, pH, etc. provocan una aglomeración de monómeros de tensioactivo adquiriendo un aspecto turbio y produciendo finalmente la separación en dos fases: una fase rica en tensioactivo (fase coacervato) y la fase acuosa remanente. Aquellos analitos presentes inicialmente en la solución acuosa con afinidad por las micelas son capaces de asociarse o particionarse en el interior de ella actuando ésta como una pseudo fase orgánica. Considerando que en general el volúmen de la fase coacervato resulta considerablemente menor que el volúmen inicial de extracción y la elevada capacidad de extraer y preconcentrar los analitos, es posible lograr factores de preconcentración elevados. Dado a estas remarcables virtudes analíticas, CPE ha sido usada satisfactoriamente para la preconcentración de una variedad amplia de analitos, tales como iones metálicos, proteínas, biomoléculas, compuestos orgánicos con grandes diferencias en polaridad, etc. A pesar de las relevantes cualidades analíticas de la técnica CPE, su aplicación previa al análisis por cromatografía gaseosa (GC) es limitada debido a que no es posible inyectar directamente la fase coacervado directamente en el GC por la naturaleza viscosa de los tensioactivos. Existen solo unos pocos trabajos científicos donde acoplan CPE como técnica de preconcentración para GC, en los cuales ha sido necesaria la incorporación de una etapa de eliminación del tensioactivo previa a la inyección en el GC. Pero a la fecha esta metodología de extracción nunca ha sido usada para retardadores polibromados del fuego en muestras de agua. Entre los compuestos bromados retardadores de fuego usados se encuentra la familia de los éteres difenilos polibromados (PBDEs), los cuales han sido empleados como aditivos en diversos polímeros. Estos compuestos muestran similar toxicidad y comportamiento químico que los ya conocidos bifenilos policlorados (PCBs), pero su impacto sobre la salud humana y el ambiente no es aun bien conocido aunque existen evidencias de su deposición en agua, suelo, sedimentos acuáticos y partículas de aire. En la naturaleza, específicamente en el agua, los PBDEs se encuentran en concentraciones del orden de vestigios, es por eso que es indispensable el uso de técnicas de preconcentración combinados con técnicas analíticas separativas altamente eficientes y detección sensible y selectiva. Así, la aplicación de CPE combinado con GC-MS resulta en una conveniente alternativa a evaluar. La metodología analítica propuesta fue desarrollada, validada y exitosamente empleada para el análisis de PBDEs en muestras de agua potable; probando que el método propuesto es eficiente para el análisis de PBDEs en concentraciones del orden de los vestigios y no altera la eficiencia separativa de la columna cromatográfica. CPE es una simple, rápida y eficiente técnica analítica alternativa para la extracción y preconcentración de PBDEs en muestras de agua potable previo al análisis por GC-MS. Los resultados demuestran que los PBDEs fueron cuantitativamente extraídos a la fase coacervato logrando así un factor de preconcentración de 200 con una eficiencia de extracción de 99.8%. La precisión del método analítico resultó en el rango de 5,1 a 7,8 % y se obtuvieron límites de detección en el orden de unos pocos picogramos por mililitro (4 - 5 pg mL-1). La incorporación y optimización de la etapa de retroextracción de los PBDEs desde la fase coacervato hacia la fase de solvente orgánico previo a su análisis por GC-MS promovió la aplicación de CPE como técnica analítica de preconcentración previa a GC-MS. La retroextracción de los PBDEs hacia la fase de isooctano fue mediada por agitación ultrasónica, logrando así una extracción cuantitativa de los analitos en un mínimo volumen de solvente orgánico. De esta manera, el factor de preconcentración de la técnica resultó invariante, como así también se minimizó notoriamente la posibilidad de contaminación ambiental por el uso de solventes orgánicos, resultando de este modo una novedosa técnica analítica conveniente desde el punto de vista analítico como así también ambiental. El método propuesto fue luego aplicado satisfactoriamente para el análisis de PBDEs en muestras de agua envasada en material polimétrico, tal como agua mineral y agua potable. Si bien no se detectó PBDE alguno en las muestras analizadas, el estudio de adición estandard realizado sobre las mismas demostró que el análisis de los PBDEs no fue afectado por efectos de matriz significativos, lo cual demuestra la robustez del método analítico y la aplicabilidad del mismo en muestras reales.