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  • UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN LUIS FACULTAD DE QUÍMICA, BIOQUÍMICA Y FARMACIA Área de Química Analítica DESARROLLOS ANALÍTICOS MODERNOS PARA LA DETERMINACIÓN DE RETARDADORES BROMADOS DELFUEGO A NIVEL DE VESTIGIOS EN MUESTRAS DE ORIGEN BIOLÓGICO, ALIMENTICIO Y AMBIENTAL Presentado por: Bqco. Ariel R. Fontana Lugar de Trabajo: CCT-CONICET Mendoza Para optar al grado de: DOCTOR EN QUÍMICA Director: Dr. Rodolfo G. Wuilloud Co-Director: Dr. Luis D. Martínez
  • INTRODUCCIÓN
  • Retardantes de llama bromados (BFRs) Reactivos AditivosPolicarbonato, poliestireno, espuma de poliuretano y Br Br materiales sintéticos de circuitos eléctricos o electrónicos Br Br Br BrPlásticos, productos textiles, computadoras A:B → A˙ + B˙ → A:Br + B:Br calor BFR
  • Importancia del análisis de PBDEs Biodisponibilidad Bioacumulación 2,2′,4,4′-tetrabromodifenil éter Persistencia 2,2′,4,4′,5-pentabromodifenil Biomagnificación éter (BDE-47) (BDE-99) Exposición 2,2′,4,4′,6-pentabromodifenil éter humana 2,2′,4,4′,5,5′-hexabromodifenil éter (BDE-100) (BDE-153) Bromo Carbono OxígenoIngestión Inhalación Absorción dérmica
  • ¿Por qué desarrollar técnicas deextracción, limpieza y preconcentración? Bajos niveles de Complejidad de concentración las muestras Extracción, limpieza y preconcentración eficientes Técnicas cromatográficas sensibles, selectivas y confiables
  • Determinación de PBDEs Muestras líquidas Muestras sólidasLLE (Extracción líquido-líquido) SOX (Extracción Soxhlet)SPE (Extracción en fase sólida) USAL (Lixiviación asistida por ultrasonido)SPME (Microextracción en fase sólida) MSPD (Dispersión de la matriz en fase sólida)SBSE (Extracción con barra adsorbente) MAE (Extracción asistida por microondas)LPME (Microextracciones en fase líquida) SFE (Extracción con fluidos supercríticos) Limpieza Met. Destructivos (H2SO4) y no destructivos (AC, GPC, SPE) GC-MS/MS, GC-MS, GC-ECD
  • Técnicas de microextracción líquido-líquidoMiniaturización de la LLE convencional, basada en la partición del analito entre un microvolumen (1 - 100 µL) de solvente orgánico (fase de extracción) y una fase acuosa (muestra)Incrementos en los factores de preconcentración y por lo tantoen la sensibilidad de la metodología analítica así como también reducción en los límites de detección Simplicidad Química Rapidez Bajo costo operativa verde
  • MICROEXTRACCIÓN EN FASE LÍQUIDA EMULSIFICADA POR ULTRASONIDO PARA PRECONCENTRACIÓN DE PBDEs EN MUESTRAS DE AGUA•Microextracción líquido-líquido•Radiación ultrasónica•Análisis de agua
  • Radiación ultrasónica y su efecto en la emulsificación Sistema bifásico Efectos cavitacionalesAgua Solvente Emulsión (< 1 µm) US Superficie de contacto Transferencia de masa Tiempos de extracción
  • Metodología Muestra 10 mL de muestra + filtrada 500 µL NaCl 6,15 mol L-1 + 100 L de Agitación, 2 seg CHCl3 Análisis Remoción sobrenadante GC-MS/MS Inyección40 kHz, Centrifugación,potencia600W 3500 rpm 2 min Emulsión USAEME, 5 min 35 °C USAEME: Microextracción en fase líquida emulsificada por ultrasonido
  • Condiciones de separación y determinación mediante GC-MS/MSColumna: VF-5ms (5% fenil y 95 % dimetilsiloxano) 30 m x 0,25 mm, 0,25 µm espesor de faseestacionaria, T inyección: 300 °C modo splitless, Velocidad de flujo He: 1 mL min-1 Velocidad de incremento Tiempo a temperatura Temperatura (°C) (°C min-1) constante (min) Programa de temperatura 150 0 250 15 0 300 10 10 Espectro MS BDE-47 Ión Iones de tR’ Rango Ventana de Nivel de Analito Precursor Cuantificación (min) m/z aislamiento (m/z) excitación (m/z) (m/z) (m/z) BDE-47 0,82 300-500 486 324+326+328 8 214,6 BDE-100 0,93 380-580 566 402+404+406 8 250,0 BDE-99 0,96 380-580 566 402+404+406 8 250,0 Espectro MS/MS BDE-47 BDE-153 1,11 400-650 644 482+484+486 8 284,5 tR’: tiempo de retención relativo al tiempo de retención del estándar interno PCB-209 (IS)
  • Estudio de variables Tipo y volumen de solvente de extracción 100 BDE47 BDE100 BDE99 BDE153Respuesta relativa (%) 80 60 40 20 0 CCl4 CHCl3 C2HCl3 Solvente de extracción Presión de vapor CHCl3 → emulsificación 10 mL solución patrón 1 ng mL-1 PBDEs
  • Temperatura de extracción Tiempo de extracción 100 BDE47 100 BDE100 90 BDE99Respuesta relativa (%) Respuesta relativa (%) BDE153 80 80 70 60 60 Emulsifi- BDE47 40 cación 50 BDE100 BDE99 BDE153 40 20 30 Viscosidad Solubilidad de PBDEs CHCl 3 en la fase acuosa 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Temperatura de extracción (°C) Tiempo de extracción (min) 10 mL solución patrón 1 ng mL-1 PBDEs, solvente de extracción 100 µL CHCl3, USAEME 5 min 35 °C Estudio del tiempo de centrifugación: 2 – 15 min (3500 rpm). No se observaron diferencias significativas. Tiempo seleccionado: 2 min
  • Modo de emulsificación Fuerza iónica 100 90 Sonicado Agitación manual Respuesta relativa (%) 80 BDE47 70 BDE100 BDE99 Aplicación 5 min 60 Fuerza iónica BDE153 seleccionada: 500 µL 50 NaCl 6,15 mol L-1 Muestras reales 40 0,01 a 1,5 mol L-1 RR% RR% 30 RSDs RSDs 20 Coeficientes de partición 10 0,0 0,5 2,5 3,0 3,5 -1 Concentración NaCl (mol L ) Viscosidad Microgotas Absorción de las ondas US en el medio viscosoEfecto del pH: pH 2 – 12, no se observaron cambios significativos Emulsificación
  • Cifras de mérito analítico RSD Rango lineal LOD PBDE FP r2 (%) (pg mL-1) (pg mL-1) BDE-47 8,3 333 5– 5000 0,9987 2 0,02 - 0,20 SPME-GC-MS/MS BDE-100 9,4 328 5– 5000 0,9988 2 3,6 - 8,6 SPME-GC-ECD BDE-99 9,8 324 5–10000 0,9984 1 32 - 52 DLLME-HPLC-VWD BDE-153 10,4 319 5–10000 0,9985 1 CextIntervalo de confianza 95 %; n=5. FP  C04 - 20 SPME-GC-MS/MSEficiencia de extracción: > 99 % para todos los analitos7 - 9 SPME-GC-ECD3,8 - 6,3 DLLME-HPLC-VWD M. Polo et al. Analytical Chemistry 76 (2004) 1054-1062 J.X. Wang et al. Journal of Chromatography A 1137 (2006) 8-14 Y Li et al. Analytica Chimica Acta 615 (2008) 96-103 .
  • Estudio de recuperación y análisis de muestras Agua corriente Agua de lago Agua de río I.S. 15 10 pg mL-1 50 pgdel río Las Tunas, Tupungato, MendozamL-1 Agua mL -1 10 pg mL-1 50 pg 10 pg mL-1 50 pg mL-1BDE Nivel 12 -1 adicionada con 10 ng mL PCB-209 (IS) Nivel Nivel Base Ea 9 R%b Ea R%b Base Ea R%b Ea R%b Base Ea R%b Ea R%b 6 Cuentas (x 10 ) 3 47 nd 3 9,7±2,0 97 48±4 96 nd 10,0±2,0 100 51±4 102 nd 10,3±1,5 103 52±3 104100 nd 0 10,5±2,5 105 53±5 106 nd 9,8±1,5 98 52±2 104 nd 10,1±1,5 101 53±3 106 15 Agua del río Las Tunas, Tupungato, Mendoza adicionada 99 nd 10,1±2,0 101 10 ng mL-1103 nd (IS) y 50 pg mL-1 de PBDEs106 nd 9,8±2,0 98 53±2 106 con 51±5 PCB-209 9,7±2,0 97 53±2 I.S. 12153 nd 9,8±2,5 9 98 48±5 97 nd 9,5±2,5 95 48±5 BDE100 BDE99 10,1±2,0 101 50±4 100 96 nd BDE153a E: 6 Encontrado. Resultados expresados como x t  SD ; n=3; BDE47 Intervalo de confianza, 95 %; pg mL-1. n 3nd: inferior al límite de detección 0b R%: Recuperación=[(Encontrado - Nivel base)/Agregado]x100 10 0 2 4 6 8 12 14 16 Tiempo (min) R% satisfactorias→Cuantificación por calibración externa EIC para 324, 326, 328, 402, 404, 406, 426, 428, 430, 482, 484, 486 y 496 m/z utilizando soluciones patrones de PBDEs preparadas en CHCl 3
  • Conclusiones parcialesLa USAEME resultó una alternativa original, simple, eficiente y de bajo costo para la extracción y preconcentración de vestigios de PBDEs en muestras de agua La reducción del consumo de solventes y reactivos, y consecuentemente desechos, conduce a una metodología de bajo costo y ambientalmente sustentable
  • EXTRACCIÓN Y PRECONCENTRACIÓN DE PBDEs EN MUESTRAS DE AGUA MEDIANTE EXTRACCIÓN POR PUNTO NUBE Y RETROEXTRACCIÓN ASISTIDA POR ULTRASONIDO•Extracción por punto nube (CPE)•Solventes ecológicos•Retroextracción asistida por ultrasonido (UABE)•Análisis de agua y suelo
  • Extracción cloud point vs. Extracción L-L Miniaturización del sistema de extracción/ preconcentración Capacidad de Eficiencia de Tiempos de Consumo depreconcentración extracción extracción solventes LC Análisis instrumental CE GC?
  • Metodología Muestra filtrada 10 mL de muestra + 400 µL NaCl 6,15 mol L-1 + 500 µL solución citrato 0,1 Agitación, 2 seg CPE, 5 min mol L-1 + 40 µL Tritón X-114 100 g L-1 80 °C Centrifugación, 3500 rpm 2 min. 0°C 3 min Remoción 50 µL Análisis Isooctanosobrenadante GC-qMS Inyección UABE, 5 min Analitos tR ’ (min) IP (m/z) IC (m/z) BDE-47 0,64 486 484; 326 BDE-100 0,80 404 564; 406 CPE: extracción por cloud point BDE-99 0,84 404 564; 406 BDE-153 1,09 484 644; 486 UABE: Retroextracción asistida por ultrasonido IP: ión cuantificación; IC: ión de confirmación
  • Estudio de variables Tipo de tensoactivo y concentraciónTritón X-100 Tritón X-114 PONPE 7.5 100 BDE47 BDE100 BDE99 Respuesta relativa (%) 90 BDE153 80 [Tritón X-114]: 70 Sistema bifásico Emulsión 0,4 g L-1 60 Factor de preconcentración 50 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 -160 µL Tritón X-114 (g L ) 30 µL Volumen de 10 mL solución patrón 1 ng mL-1 PBDEs, 100 µL solvente UABE tensoactivo, CPE 10 min 80 °C
  • Naturaleza de la solución reguladora BDE47 100 BDE100 BDE99 Modificación de propiedades micelares BDE153Respuesta relativa (%) 80 60 Efectos en la solubilización micelar de los analitos 40 O OH 20 O O HO OH OH 0 sin buffer Citrato pH 5.6 Acetato pH 4 Fosfato pH 7 Borato pH 9.2 Solución reguladora Interacciones puente H estabilizantes con grupos de Tritón X-114 Estudio del pH: pH 2 – 12, no se observaron cambios significativos Estudio de la concentración de citrato: 2,5 x 10-3 a 0,5 mol L -1. Resultados óptimos para [ ] > 4 x 10-3 mol L-1. Condición seleccionada: 500 µL solución citrato 0,1 mol L-1 10 mL solución patrón 1 ng mL-1 PBDEs, 100 µL Tritón X-114, CPE 10 min 80 °C
  • Temperatura y tiempo de equilibración Temperatura Tiempo Volumen de fase Deshidratación micelar tensoactivo 100 Tiempos de extracción: 3 – 20 min. Tiempo seleccionado: 5 min. Para 90 tiempos ↑ no se observaron cambiosRespuesta relativa (%) 80 significativos 70 60 Estudio del efecto de la concentración salina del medio: 0 – 3,4 mol L-1. 50 BDE47 Concentración salina seleccionada: 40 BDE100 BDE99 0,4 mol L-1 30 BDE153 20 10 mL solución patrón 1 ng mL-1 PBDEs, 40 50 60 70 80 90 Temperatura (°C) 500 µL buffer citrato 0,1 mol L-1,40 µL Tritón X-114, CPE 10 min 80 °C
  • Tipo de solvente y volumen UABE 100 BDE47 100 BDE100 250 BDE47 BDE99 BDE100 Factor de preconcentración BDE153 BDE99 80 80 Respuesta relativa (%)Respuesta relativa (%) 200 BDE153 60 150 60 40 100 40 20 50 20 0 0 0 Isooctano Hexano Eter 50 100 150 200 250 300 350 400 Solvente UABE Volumen de isooctano adicionado (L) Efecto del tiempo UABE: 1 – 15 min Resultados óptimos: 4 min Respuestas relativas máximas 10 mL solución patrón 1 ng mL-1 PBDEs, 400 µL 6,15 mol L-1 NaCl, 500 µL solución citrato 0,1 mol L-1 pH 5,6 y 40 µL Tritón X-114 100 g L-1, CPE 7 min 80 °C
  • Cifras de mérito analítico RSD Rango lineal LOD PBDE FP r2 (%) (pg mL-1) (pg mL-1) BDE-47 4,2 250 5 - 150 0,9989 1,2 BDE-100 6,2 250 4 - 150 0,9987 1,0 BDE-99 6,9 250 6 - 150 0,9992 1,5 BDE-153 8,3 250 7 - 150 0,9994 2,0 CextIntervalo de confianza 95 %; n=5. FP  C0Eficiencia de extracción: > 99 % para todos los analitos
  • Estudio de recuperación y análisis de muestras Agua corriente Agua de lago Agua de río 10 pg mL-1 50 pg mL-1 10 pg mL-1 50 pg mL-1 10 pg mL-1 50 pg mL-1BDE Nivel Nivel Nivel Base R% Ea R%b Ea R%b Base Ea R%b Ea R%b Base Ea R%b Ea b 47 nd 9,9 ± 1,2 99 49,0 ± 5,1 98 nd 10,6 ± 1,3 106 52,5 ± 5,5 105 nd 10,8 ± 1,3 108 53,0 ± 5,5 106100 nd 10,9 ± 1,7 109 52,0 ± 8,0 104 nd 9,8 ± 1,5 98 51,0 ± 7,8 102 nd 10,3 ± 1,6 103 52,0 ± 8,0 104 99 nd 10,2 ± 1,7 102 49,5 ± 8,5 99 nd 9,7 ± 1,7 97 53,5 ± 9,2 107 nd 9,7 ± 1,7 97 51,0 ± 8,7 102153 nd 9,7 ± 2,0 97 48,0 ± 9,9 96 nd 9,9 ± 2,0 99 48,5 ± 9,9 97 nd 10,4 ± 2,1 104 48,5 ± 9,9 97 t  SDa E: Encontrado. Resultados expresados como x ; n=3; Intervalo de confianza, 95 %; pg mL-1. nnd: inferior al límite de detecciónb R%: Recuperación=[(Encontrado - Nivel base)/Agregado]x100 R% satisfactorias→Cuantificación por calibración externa utilizando soluciones patrones de PBDEs preparadas en isooctano
  • Conclusiones parciales La metodología desarrollada es eficiente, robusta, rápida ysimple para la extracción y preconcentración de vestigios de PBDEs en muestras de aguaLa introducción de la UABE permitió retroextraer los PBDEs y realizar su determinación satisfactoria en el GC-qMS, sin evidencias de deterioro en la eficiencia de la cromatografía La reducción del consumo de solventes y reactivos,mediante la utilización de solventes alternativos, sumado a la miniaturización, brindó una metodología de bajo costo y ambientalmente sustentable
  • LIXIVIACIÓN ASISTIDA POR ULTRASONIDO,EXTRACCIÓN EN FASE SÓLIDA DISPERSIVA YMICROEXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO PARA LA EXTRACCIÓN, LIMPIEZA Y PRECONCENTRACIÓN DE PBDEs EN SEDIMENTOS•Lixiviación asistida por ultrasonido (USAL)•Extracción en fase sólida dispersiva (DSPE)•Microextracción líquido-líquido dispersiva (DLLME)•Análisis de sedimentos
  • Presión y Penetración delUSAL temperatura solvente en la matriz Transporte de los Extracción exhaustiva componentes solubilizados (no selectiva) Rápida “Qu” Simple “E”DSPE QuEChERS Económica “Ch” Eficiente “E” Robusta “R” Segura “S” Solvente de extracción Solvente dispersante Sistema ternario Fase acuosaDLLME Selectividad en Sin separación muestras complejas de fases
  • Metodología0,1 g sílica 1,2 mL activada Centrifugación, extracto 0,25 g sedimento 3500 rpm 2 min + 1,5 mL acetona USAL, 6 ciclos de 5 DSPE min, 35 °CAgitación, USAL: Lixiviación asistida por ultrasonido 30 seg DSPE: Extracción en fase sólida dispersiva 5 mL agua + 1 mL DLLME: Microextracción líquido-líquido dispersiva de extracto acetona + 60 µL CCl4 Análisis GC-MS/MS Inyección Agitación, 5 seg DLLME, 5 min 35 °C
  • Estudio de variables USAL-DSPE Solvente USAL Volumen de solvente USAL Afinidad por Solvente dispersante 100 los PBDEs DLLME 4,8 80 Respuesta relativa (%) ng BDE47 ng BDE100 4,4 Masa PBDEs (ng) ng BDE99 ng BDE153 60 BDE47 BDE100 4,0 Miscible y polar 40 BDE99 BDE153 3,6 20 BDE47 3,2 Metanol BDE100 BDE99 0 BDE153 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Volumen de solvente USAL (mL)Solvente USAL Acetona Eficiencia de Efecto de dilución extracción Acetonitrilo 0 20 40 60 80 100 0,25 g de sedimento 50 ng g-1, USAL Respuesta relativa (%) radiación continua, 40 min. DSPE: 0,15 g C18
  • Extracción en fase sólida dispersiva Sílica activada Selectividad yAdsorbente DSPE sensibilidad C18 PSA BDE47 BDE100 Sin limpieza BDE99 BDE153 0 20 40 60 80 100 Respuesta relativa (%) 0,25 g de sedimento 50 ng g-1, USAL 1,5 mL acetona, radiación continua 40 min. DSPE: 0,1 g de cada adsorbente.
  • Tiempo y modo Temperatura USAL de extracción USAL BDE47 BDE47 100 30 min continuo BDE100 BDE100 BDE99 BDE99 BDE153 BDE153 Respuesta relativa (%) 80 2 ciclos de 15 minModo USAL 60 3 ciclos de 10 min 40 20 6 ciclos de 5 min 0 0 20 40 60 80 100 10 20 30 40 50 Respuesta relativa (%) Temperatura USAL (°C) Transferencia de masa Eficiencias de extracción 0,25 g de sedimento 50 ng g-1, USAL 1,5 mL acetona. DSPE: 0,1 g sílica activada
  • Estudio de variables DLLME Solvente y volumen de extracción Apolaridad Inmiscibilidad en agua Afinidad por los analitos 100 BDE47 BDE100 Compatibilidad con GC BDE99 Respuesta relativa (%) 80 BDE153 BDE47 BDE100 60 C2HCl3 BDE99Solvente de extracción BDE153 40 CHCl3 20 EE% Dilución 0 30 60 90 120 150 180 210 CCl4 Volumen de solvente de extracción (L) 0 20 40 60 80 100 Respuesta relativa (%) Efecto del volumen adicional de solvente dispersante: 0 – 1 mL acetona. -Dispersión satisfactoria 0 a 0,5 mL resultados óptimos. Volúmenes -Sistema bifásico mayores generaban < Respuestas relativas → ↑ Solubilidad de PBDEs en la fase acuosa
  • Temperatura DLLME 100 BDE47 BDE100 BDE99 BDE153 Respuesta relativa (%) 80 60 40 Solubilidad de Viscosidad CCl4 PBDEs 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Temperatura DLLME (°C) Dispersión Transferencia de masa Efecto del tiempo DLLME: 0 – 15 minResultados óptimos: 5 min, equilibrio térmico y dispersión satisfactoria del solvente de extracción
  • Cifras de mérito analítico RSD Rango lineal LOD LOD Soxhlet PBDE r2 (%) (ng g-1) (ng g-1) (ng g-1) BDE-47 4,7 0,9992 0,07-1000 0,02 0,04 BDE-100 7,3 0,9996 0,09-1000 0,03 0,05 BDE-99 5,5 0,9996 0,10-1000 0,03 0,07 BDE-153 9,8 0,9991 0,19-1000 0,06 0,08Intervalo de confianza 95 %; n=5 Comparación con una Curva en matriz metodología de Referencia test-t para dos muestras con un 95 % de nivel de LODs estadísticamente confianza comparables
  • Estudio de recuperación y análisis de muestras Muestras de diferente naturaleza y composición: Muestra 1: corriente arriba Río Mendoza, %TOC: 0,19 Muestra 2: corriente abajo Canal Pescara, % TOC: 4,61 Cuentas Muestra 3: lago de la ciudad de Mendoza, % TOC: 2,16 600 Muestra 2 (5 ng g-1 IS) analizada 500 con USAL-DSPE-DLLME-GC-MS/MS 2 Muestra 1 Muestra Muestra 3 IS 400 0,25 ng g 300 1 ng g-1 -1 0,25 ng g-1 BDE99 1 ng g-1 0,25 ng g-1 1 ng g-1BDE 200 Nivel Nivel Nivel BDE100 Base Ea R%b 100 Ea R%b Base BDE47 Ea R%b Ea BDE153 R% b Base Ea R%b Ea R%b 0 Soxhlet-SPE-GC-MS/MS 600 Muestra 2 (5 ng g-1 IS) analizada 47 0,40±0,05con 112 0,32±0,04 0,20±0,04 80 0,80±0,09 80 nd 0,21±0,03 84 1,12±0,13 Soxhlet-SPE-GC-MS/MS IS nd 0,23±0,03 92 1,03±0,12 103 500100 nd 0,22±0,03 88 400 0,25±0,05 1,04±0,19 104 0,22±0,04 0,21±0,04 84 0,91±0,16 91 nd 0,27±0,05 108 0,89±0,16 89 300 BDE99 99 0,31±0,04 nd 0,27±0,04 108 200 1,08±0,15 108 0,26±0,05 0,20±0,03 80 0,83±0,11 83 nd 0,25±0,03 100 0,91±0,12 91 BDE100 BDE153 100153 nd 0,24±0,06 0,29±0,06 96 0,98±0,24 98 BDE47 0,26±0,06 0,22±0,07 88 0,92±0,22 92 nd 0,26±0,06 104 1,11±0,27 111 0 Encontrado. Resultados expresados 6 7 x  8 ; 9n=3; Intervalo de 13 14 15 16 pg mL-1. 4 5 10 11 12 confianza, 95 %; 17 18a E: t  SD como test-t para dos muestras con un 95 n% Tiempo (min)nd: inferior al límitenivel de confianza 326, 328, 402, 404, 406, 426, 428, 430, 482, 484, 486 y 496 m/z de de detección EIC para 324,b R%: Recuperación=[(Encontrado - Nivel base)/Agregado]x100
  • Conclusiones parciales La metodología desarrollada es eficiente y rápida para la extracción y preconcentración de vestigios de PBDEs en muestras de sedimentos El acoplamiento USAL-DSPE permitió incrementar laselectividad y sensibilidad de la metodología; posibilitando la aplicación de DLLME en matrices complejas de sedimentosLa validación satisfactoria mediante la comparación con una técnica de extracción de referencia (Soxhlet), demostró la aplicabilidad de la metodología propuesta
  • DETERMINACIÓN DE PBDEs EN MUESTRAS BIOLÓGICAS Y ALIMENTICIAS UTILIZANDOEXTRACCIÓN EN FASE SÓLIDA DISPERSIVACOMO NOVEDOSA TÉCNICA DE LIMPIEZA DE EXTRACTOS•Limpieza de extractos•Extracción en fase sólida dispersiva (DSPE)•Análisis de muestras biológicas y alimenticias
  • Muestras biológicas Lípidos y Sensibilidad Extracción exhaustiva proteínas instrumental DSPE vs. SPE Limpieza y Sustentabilidad Capacidad derecuperaciones comparables ambiental adsorción/g adsorbente
  • Metodología Muestra homogeneizada 1 g de muestra + 4 gAgitación, + 8 mL Hex:DCM (8:2) sulfato de sodio anhidro 10 seg USAL, 30 min Centrifugación, 3500 rpm 2 min 500 µL Hex + 5 mL 0,20 g C18 sobrenadante Análisis GC-MS/MS Agitación, 30 seg Evaporación Inyección a sequedad DSPE
  • Estudio de variables Modo de extracción Solvente de extracción PBDEs → interacción con lípidos no polares Hex-ace (8:2) 100 BDE47 BDE100 BDE99 Hex-DCM-ace (4.5:4.5:1) BDE153 80Respuesta relativa (%) Hex-DCM (8:2) 60 BDE47 40 BDE100 Hex BDE99 BDE153 20 0 20 40 60 80 100 Respuesta relativa (%) 0 USAL Vórtex Manual Efecto del volumen de solvente de extracción: 5 – Modo de extracción 16 mL Hex-DCM (8:2). Volumen seleccionado: 8 mL Efecto del tiempo USAL: 0 – 60 min. Valores Eficiencia US en la máximos de Respuesta relativa→30 min, después destrucción de la matriz de lo cual permanecían invariantes. 1 g de muestra 20 ng g-1 de PBDEs. DSPE: 0,25 g C18
  • Limpieza Tipo de adsorbente DSPE •Comparación con el formato SPE usando el mismo adsorbente DSPE Sin limpieza •Comparación con método destructivo de Alúmina neutra lípidos utilizando ácido sulfúrico 40 %Adsorbente DSPE PSA 2400 Acido sulfúrico 40 % p/v Acido sulfúrico 40 % p/v y DSPE DSPE sin ácido sulfúrico 40 % p/v C18 SPE con 0,2 g C18 BDE-153 Sílica neutra 1600 IS BDE47 Cuentas BDE100 Florisil BDE99 BDE-47 BDE153 BDE-100 BDE-99 0 20 40 60 80 100 800 Respuesta relativa (%) Adsorción de interferentes (ácidos grasos, triglicéridos, fosfolípidos y colesterol) 0 TIC (Corriente total de iones) 10 11 12 Tiempo (min) Efecto de la cantidad de adsorbente: 0,05 – 0,50 g C18. Valores máximos de Respuesta 1 g de muestra 20 ng g-1 de PBDEs. relativa → 0,20 g USAL: 8 mL Hex-DCM (8:2), 30 min
  • Cifras de mérito analítico RSD Rango lineal LOD PBDE (%) (pg g-1) (pg g-1) BDE-47 8,7 53-500000 9 BDE-100 10,5 66-500000 17 BDE-99 9,3 89-500000 24 BDE-153 10,9 151-500000 44Intervalo de confianza 95 %; n=5 Curva en matriz
  • Exactitud de la metodologíaMaterial de referencia certificado, matriz de salmón (WELL-WMF-01) 160 140 Certificado Medido 120 Concentración (ng g ) -1 100 80 60 40 20 0 BDE 47 BDE 100 BDE 99 BDE 153 Analito 95 % de nivel de confianza
  • Validación de la metodología•Comparación con técnica de limpieza SPE previamente reportada Muestra de salmón rosado USAL-DSPE-GC-MS/MS USAL-SPE-GC-MS/MS BDE Nivel base a b Nivel base a b R% R% (pg g-1) (pg g-1) 47 98 ± 12 85 ± 9 95 ± 19 81 ± 11 100 nq 79 ± 6 nq 76 ± 8 99 93 ± 16 84 ± 8 91 ± 22 83 ± 10 153 nd 77 ± 8 nd 74 ± 11 t  SD aResultados expresados como x  ; n=3; Intervalo de confianza, 95 %; n pg g-1. Concentraciones adicionadas: 200, 250, 400 y 750 pg g-1 para BDE-47, BDE-100, BDE-99 y BDE-153, respectivamente nq: inferior al límite de cuantificación nd: inferior al límite de detección b Estadísticamente comparables R%: Recuperación= [(Encontrado-Nivel base)/Agregado]x100 test-t para dos muestras con un 95 % de nivel de confianza
  • •Estudio de recuperación y análisis de muestras Pechuga Boga Patí Surubí Moncholo Salmón Huevo 600 de pollo 500 Muestra de patí adicionada IS% Lípidosc 7,8 400 6,7 con 2 ng g 3,9 IS -1 9,2 8,7 2,5 11,8 300 Ra,b a,b R BDE-47 Ra,b Ra,b Ra,b Ra,b Ra,b BDE Ea Ea Ea BDE-99 E a Ea Ea Ea (%) 200 -1 127 pg g (%) BDE-100 (%) g 118 pg -1 (%) (%) (%) (%) 100 -1 102 pg g Cuentas 47 nq 84 127±21 107 140±25 0 106 nd 89 98±12 85 nd 97 nd 79 500 Muestra de patí adicionada 100 nd 89 102±20 ng g IS123±24 g 104BDEs con 2 111 -1 y 0,2 ng de nd -1 IS83 nq 79 nd 104 nd 77 400 BDE-47 99 nd 81 118±23 300 114 nd 95 nd 79 93±16 84 nd 94 nd 76 200 BDE-100 BDE-99 153 nd 78 nd 98 nd 89 nd 78 nd BDE-153 77 nd 91 nd 75 100Concentraciones adicionadas: 200, 250, 400 y 750 pg g -1 para BDE-47, BDE-100, BDE-99 y BDE-153, respectivamente. a E: Encontrado. Resultadosexpresados como x  t  SD ; n=3; Intervalo 0 confianza, 95 %; pg g-1 peso húmedo. de n 10 11 12nq: inferior al límite de cuantificación Tiempo (min)nd: inferior al límite de detecciónb R%: Recuperación= [(Encontrado-Nivel EIC para 324, 326, 328, 402, 404, 406, 426, 428, 430, 482, 484, 486 y 496 m/z base)/Agregado]x100C Determinado por gravimetría Concentraciones inferiores a las reportadas
  • Conclusiones parciales La metodología propuesta es una alternativa conveniente para la preparación de muestras complejas debido a su eficiencia analítica, escaso costo, simplicidad, robustez y exactitud La novedosa limpieza mediante DSPE brindó resultadossatisfactorios, reduciendo los tiempos y costos inherentes a las técnicas convencionalesEl reporte de contaminación con PBDEs en peces de nuestro país constituye un dato valioso en el establecimiento de probables rutas de exposición a estas sustancias en países en desarrollo
  • CONCLUSIONES GENERALES
  • Las metodologías desarrolladas brindan una solución concreta y eficiente a muchos de los inconvenientes que surgen en el análisis de PBDEs La utilización de novedosas técnicas de microextraccióncomo USAEME, DLLME y CPE así como la limpieza DSPE posibilitó eficientes desarrollos analíticos ambientalmente sustentablesSe obtuvieron metodologías analíticas eficientes utilizandoinstrumentación y materiales de bajo costo, disponibles enlaboratorios, sumado al reducido impacto ambiental de las mismas
  • PUBLICACIONES CIENTÍFICAS (CON REFERATO INTERNACIONAL)
  • PRESENTACIONES AREUNIONES CIENTÍFICAS
  • XXVII Congreso Argentino de Química Septiembre de 2008, Tucumán - Argentina Microextracción en fase líquida emulsificada por Aplicación de sistemas micelares organizados comoultrasonido para preconcentración de éteres difenilos técnica de extracción y preconcentración para GC- polibromados y posterior análisis por GC-MS MS: análisis de PBDEs en muestras de agua Ariel R. Fontanaa; Rodolfo G. Wuillouda,b, Luis D. Ariel R. Fontanaa; María F. Silvab,c; Rodolfo G. Martínezb,c; Jorgelina C. Altamiranoa,b Wuillouda,b, Luis D. Martínezd,b; Jorgelina C. aLaboratorio de Investigaciones y Servicios Ambientales Mendoza Altamiranoa,b aLaboratorio de Investigaciones y Servicios Ambientales Mendoza (LISAMEN), (CCT-CONICET-Mendoza), Av. Ruiz Leal S/N Parque General (LISAMEN), (CCT-CONICET-Mendoza), Av. Ruiz Leal S/N Parque General San Martín, CC. 131, M 5502 IRA Mendoza, Argentina, b Consejo Nacional San Martín, CC. 131, M 5502 IRA Mendoza, Argentina, b Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), cArea de Química de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), cDepartamento de Analítica, Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia, Universidad Química Orgánica y Biológica de la Facultad de Ciencias Agrarias, Nacional de San Luis Universidad Nacional de Cuyo, d Area de Química Analítica, Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia, Universidad Nacional de San Luis
  • COLACRO XII, Latin American Congress of Chromatography and Related Techniques Octubre del 2008, Florianópolis(SC) - Brazil Micellar organized medium as extraction andpreconcentration technique for GC-MS: determination of brominated flame retardants in water samples Ariel R. Fontanaa; María F. Silvab,d; Fabio De Souza Diasc; Rodolfo G. Wuillouda,d; Jorgelina C. Altamiranoa,d aLaboratorio de Investigaciones y Servicios Ambientales Mendoza, CCT - CONICET - Mendoza- Argentina, bDepartamento de Química Orgánica y Biológica, Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Cuyo, Mendoza, Argentina, cUniversidade Federal da Bahia, Instituto de Química, Salvador, Bahia, Brazil, dConsejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)
  • 2nd Latin American Pesticide Residue Workshop. Food and Environment Junio del 2009, Santa Fe - Argentina Simple approach based on dispersive liquid-liquid microextraction technique for determination ofpolibrominated flame retardants in water samples by GC-MS/MS Ariel R. Fontanaa; Rodolfo G. Wuillouda,b; Jorgelina C. Altamiranoa,b a Laboratorio de Investigaciones y Servicios Ambientales Mendoza (LISAMEN), CCT- CONICET-Mendoza. P.O. Box 131, 5500 Mendoza, Argentina, bInstituto de Ciencias Básicas, Universidad Nacional de Cuyo
  • V Congreso Argentino de Química Analítica Noviembre de 2009, Bahía Blanca - ArgentinaSensible determinación de éteres difenilos polibromados en sedimentos mediante combinación de lixiviaciónasistida por ultrasonido y microextracción líquido-líquido dispersiva previo al análisis por GC-MS/MS Ariel R. Fontanaa; Rodolfo G. Wuillouda,b; Jorgelina C. Altamiranoa,b a Grupo de Investigación y Desarrollo en Química Analítica (QUIANID), (LISAMEN, CCT CONICET–Mendoza), bInstituto de Ciencias Básicas, Universidad Nacional de Cuyo
  • 5th International Symposium on Brominated Flame Retardants Abril de 2010, Kioto - JapónDispersive solid-phase extraction followed by liquid- liquid microextraction for extraction andpreconcentration of PBDEs from sediment samples prior gas chromatography-mass spectrometryJorgelina C. Altamiranoa,b;Ariel R. Fontanaa; Rodolfo G. Wuillouda,ba Grupo de Investigación y Desarrollo en Química Analítica (QUIANID) (LISAMEN,CCT CONICET – Mendoza), Av. Ruiz Leal S/N, Parque General San Martín, 5500Mendoza, Argentina, bInstituto de Ciencias Básicas, Universidad Nacional de Cuyo. Mendoza, Argentina
  • 31st International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants – Dioxin 2011 Agosto de 2011, Bruselas - BélgicaNovel clean-up technique based on dispersive solid- phase extraction for the determination ofpolybrominated diphenyl ethers in biological samples Ariel R. Fontanaa; Luis D. Martinezb,c; Jorgelina C. Presentación oral Altamiranoa,d aGrupo de Investigación y Desarrollo en Química Analítica (QUIANID) (LISAMEN,CCT CONICET – Mendoza), Av. Ruiz Leal S/N, 5500 Mendoza, Argentina, b Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia, Universidad Nacional de San Luis, Argentina, cINQUISAL-CONICET, Departamento de Química Analítica, Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia, Universidad Nacional de San Luis, Argentina, d Instituto de Ciencias Básicas, Universidad Nacional de Cuyo, Argentina
  • Agradecimientos
  • Gracias por su atención!!