EXTRACCIÓN CLOUD POINT DE COMPLEJOS DE ASOCIACIÓN DE CADMIO Y NIQUEL CON O-FENANTROLINA Y EOSINA.

MARÍA CAROLINA TALÍO, ; ADRIANA NOEMÍ MASI; LILIANA PATRICIA FERNÁNDEZ

San Miguel de Tucumán. Argentina

Congreso; XXVII Congreso Argentino de Química; 2008

Universidad Nacional de Tucumán

Introducción El níquel y sus compuestos se encuentran entre las causas más frecuentes de dermatitis alérgicas por contacto (1,2). Este problema no se limita a las personas expuestas profesionalmente a los compuestos de níquel, sino que se observa en la población en general debido a la exposición al níquel contenido en monedas, joyas, relojes y aprestos de tejidos. Por otro lado, la inhalación de compuestos de cadmio en concentraciones en el aire superiores a 1 mg /m3 de Cd durante 8 horas o en concentraciones superiores durante períodos más cortos, puede producir una neumonitis química y, en los casos graves, edema pulmonar (3). Los daños causados a la salud por la presencia de este y otros metales pesados que ingerimos al respirar, comer y tomar agua, son de sobra conocidos por la comunidad médica (4). De este modo, la determinación de vestigios de niquel y cadmio en muestras biológicas y mediambientales resultan de interés en los campos del análisis ambiental, procesos de control y análisis clínico. De aquí la importancia de contar con metodologías analíticas sencillas y de elevada sensibilidad para su cuantificación. Sin embargo, los bajos niveles de concentración y la complejidad de las matrices imponen la implementación de una etapa de separación/preconcentración previa a la determinación instrumental. En los últimos años, la utilización de agentes tensoactivos en química analítica ha tenido un franco aumento y específicamente la metodología de extracción cloud point ha sido aplicada a la separación y/o preconcentración de  numerosos analitos presentes en muestras de  naturaleza diversa con muy buenos resultados (5-8). En el presente trabajo se propone la determinación de cadmio y niquel mediante fluorescencia molecular, previa extracción cloud point de sus complejos de asociación con o-fenantrolina (o-phen) y eosina, con miras a su aplicación a muestras de interés biológico. Metodología Una serie de alícuotas de iones cadmio y níquel  (25-75 µl 1 x 10 -6 mol L-1) se les adicionaron 250 µl de o-phen (1x10-5 mol L-1), 100 µl   de buffer Tris pH 7.6, 500 µl de solución extractante (9) y finalmente 500 µl de eosina (1x10-6 mol L-1). Las soluciones resultantes fueron llevadas a 10 ml con agua bidestilada en tubos de centrífuga graduados y mezcladas vigorosamente. Las soluciones resultantes se colocaron en un baño termostatizado a 40º C, durante 15 min con la finalidad de promover el “Punto de Nube”. Luego los tubos fueron centrifugados durante 10 min a altas revoluciones. Una vez concluida esta etapa, se observó claramente la presencia de dos fases en el sistema y  se procedió a la separación de las mismas. Como resultado de la extracción y preconcentración se obtuvo una fase rica en tensoactivo (0,20 ml), conteniendo los complejos de asociación de Ni y Cd ; el sobrenadante fue descartado. Posteriormente se procedió a la dilución de las fases ricas en tensoactivo mediante la adición de 300 ml de buffer Tric pH 7.6, 1 ml de etanol absoluto, se llevó a 3 ml con agua bidestilada y se determinó la emisión fluorescente de los sistemas a lem =  545 nm, empleando lexc = 525  nm. Resultados Figura 1: Espectros de los complejos                   Figura 2: Espectros de los complejos de asociación de Ni(II).                                           de asociación Cd(II).        - Espectros fluorescentes de los complejos de asociación Los estudios realizados mostraron la factibilidad de formación de complejos fluorescentes de cadmio y niquel con o-phen (Figuras 1 y 2). Atendiendo a la bibliografía que consigna la formación de complejos de asociación de diversos iones metálicos con o-phen y eosina (10, 11), se optó por investigar la incidencia de la adición de eosina en la fluorescencia de los complejos de o-phen inicialmente formados. Los resultados mostraron un incremento en la intensidad fluorescente para ambos complejos. Por lo tanto, se decidió continuar el estudio de los sistemas ternarios ion metálico-o-phen-eosina. - Orden de adición de los reactivos Se realizaron experiencias para determinar si existía influencia del oreden de adición de los reactivos sobre la fluorescencia de los complejos de asociación. Se observó que esta variable afectaba notablemente la intensidad fluorescente. Se adoptó para los siguientes ensayos el orden: o-phen, buffer Tris pH 7.6, eosina, ion metálico y solución extractante. - Extracción cloud point Es bien conocido que las soluciones de tensoactivos aumentan la intensidad fluorescente cuando se encuentran en concentraciones superiores a su concentración micelar crítica. Las micelas actúan focalizando la radiación de excitación sobre la molécula fluorescente. El tipo de tensoactivo y la estructura del complejo son variables que tienen incidencia en el incremento de la intensidad. Se considera que una extracción cloud point será eficaz toda vez que logre extraer la especie de interés en forma cuantitativa minimizando la relación de fases, lo que mejorará su habilidad de preconcentrar. La extracción cuantitativa se realiza aun en un único proceso de extracción. El tensoactivo noiónico PONPE 7.5 ya ha sido empleado con éxito en la recuperación cuantitativa de complejos metálicos (12-13), y posee un punto nube cercano a la temperatura ambiente. Resultados experimentales previos muestran que la extracción cloud point de analitos con este tensoactivo a partir de muestras de orina, minimizan el fondo fluorescente de causado por la orina (14). Estas razones influyeron positivamente para que fuese elegido para la etapa extractiva, teniendo en cuenta que la metodología en desarrollo pretende ser aplicada a posteriori a muestras de origen biológico. - Influencia del pH y naturaleza del buffer La solubilización de complejos neutros dentro del microambiente hidrofóbico en el interior de las micelas, es una propiedad inherente de todos los agentes tensoactivos. Para estas moléculas, el pH resulta quizás el factor más crítico para la partición del analito en la fase micelar. Especialmente para especies ionizables, la eficacia máxima de extracción es dependiente del valor del pH donde predomine la forma neutra del complejo. Con la finalidad de optimizar el proceso de extracción, se realizaron experiencias en las que se varió el pH de extracción manteniendo constante las concentraciones de reactivos y de iones metálicos. Para ambos analitos, el pH óptimo de extracción fue de 7,6. Adicionalmente, se pudo establecer que la mejor respuesta fluorescente se obtuvo cuando las extracciones se llevaron a cabo con buffer Tris. Posteriormente se procedió a optimizar la composición y pH del diluyente de la fase rica en tensoactivo. Los mejores resultados en lo que respecta a intensidad fluorescente se obtuvieron para una mezcla de etanol (33% v/v), buffer Tris pH 7,6 (Cf = 3,3 10-10). - Curva de calibración   A continuación se consignan los datos correspondientes a las curvas de para los complejos de asociación bajo estudio, luego de una etapa de extracción cloud point. Ni(II)/o-phen/eosina: y = 7 109 [Ni2+] + 4,635; R2 = 0,9592 Cd(II)/o-phen/eosina: y = 4 109 [Cd2+] + 13,523; R2 = 0,8239 Conclusiones El presente trabajo pone de manifiesto la factibilidad de determinar iones metálicos mediante una técnica instrumental sencilla y de relativo bajo costo como lo es la fluorescencia molecular. Los complejos de asociación formados pudieron ser cuantitativamente extraídos mediante extracción cloud point. Las sensibilidades obtenidas muestran una notable potencialidad para su aplicación a sistemas con concentraciones de cadmio y niquel a niveles de ultra vestigios. Referencias 1) www.mtas.es/insht/EncOIT/pdf/tomo2/63.pdf P56 2) F. W. Sunderman, Jr., B Dingle, S. M. Hopfer, T. Swift. Am J Ind Med 14 (1988)257.3) A. Ramirez. Anales de la Facultad de Medicina Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Vol. 63, Nº 1 – 2002 Págs. 51 -64.4) M, González, J. A. Banderas, C. Raya, A. Báez, R. Belmont Salud Publica Mex.39 (1997) 179. 5) S. A. Kulichenko, V. A. Doroshchuk, S. A. Lelyushok, O. Yu. Sopil´nyak, V. B. Ishchenko Journal of Analytical Chemistry, 62 (2007) 940. 6) S. Xiao, J. Chen, X. Wu, Y. Miao Journal of Analytical Chemistry, 62 (2007) 42 7) A. R. Rod, S. Borhani, F. Shemirani European Food Research and Technology, 223 (2006) 649. 8) Z. Sun, P. Liang, Q. Ding, J. 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