Sc v5n1

Scientia Chromatographica Revista Trimestral do Instituto Internacional de Cromatografia

2013 | Volume 5 | NĂşmero 1

SUMÁRIO

Editorial........................................................................................................................ 5

ESPECTROMETRIA DE MASSAS Análisis de fragancias florales por GC-MS....................................... 7 Elena E. Stashenko, Jairo René Martínez

HPLC - LC/MS A cromatografia líquida moderna e a espectrometria de massas: Finalmente “compatíveis”? II. A escolha do analisador de massas........27 Fernando M. Lanças

CROMATOGRAFIA GASOSA Caracterização de fenóis no bio-óleo da pirólise de caroço de pêssego por GC/MS e GC×GC/TOFMS.................................................... 47 Marcelo Vieira Migliorini, Maria Silvana Aranda Moraes, Maria Elisabete Machado, Elina Bastos Caramão

Novidades Tecnológicas...............................................................................................66 Instituto Internacional de Cromatografia.......................................................................69 Bookstore....................................................................................................................70 Calendário de Cursos do I.I.C......................................................................................71 Calendário Geral........................................................................................................72 Informação para Autores............................................................................................. 81

Scientia Chromatographica 2013; 5(1) 3

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):5 Instituto Internacional de Cromatografia http://dx.doi.org/10.4322/sc.2013.003

EDITORIAL

ISSN 1984-4433

O enfoque principal do periódico Scientia Chromatographica é, conforme seu nome reflete, a divulgação das várias formas de cromatografia – sejam elas “clássicas”, como a TLC, ou “modernas”, como a U-HPLC. Apesar desse enfoque nas técnicas cromatográficas, outras técnicas de separação como, por exemplo, as técnicas eletroforéticas também têm sido objeto de interesse do periódico, apesar de menos evidente e frequente.

Entretanto, é prática comum na análise de compostos químicos presentes em baixas concentrações em matrizes complexas como as biológicas (plasma, sangue, urina, tecidos, leite e outras), amostras ambientais (água, solo, sedimentos, dentre outras), alimentos de origem vegetal e animal (pesticidas e medicamentos veterinários, por exemplo) e outras utilizarem-se dois conjuntos adicionais de ferramentas para alcançar o objetivo da análise: técnicas de preparo da amostra e técnicas auxiliares de identificação dos analitos. Dispõe-se de um vasto conjunto de técnicas de preparo de amostras nessa área, desde as “clássicas”, como Extração Líquido-Líquido (LLE) e Extração em Fase Sólida (SPE), quanto técnicas miniaturizadas, como SPME, SBSE, MEPS, para mencionar apenas algumas. Adicionalmente, novos enfoques analíticos para determinações multiclasses/multicomponentes ganham força no momento, com destaque para o enfoque QuEChERS. Apesar desse arsenal de possibilidades para a extração e clean up de amostras em matrizes complexas, é usual os extratos ainda conterem vários compostos endógenos da matriz, os quais podem interferir na quantificação do analito de interesse e conduzir a resultados falsos. Uma maneira de minimizar esse problema consiste no emprego de um sistema de detecção mais seletivo acoplado à separação cromatográfica. Dentre as várias possibilidades existentes atualmente, a Espectrometria de Massas (MS) acoplada às técnicas cromatográficas tem-se mostrado a combinação mais apropriada, na maioria dos casos, para a determinação quantitativa de analitos presentes em baixas concentrações em amostras complexas. Nesses casos, a escolha apropriada da tríade extração-separação-identificação é fundamental para assegurar o sucesso da análise.

Reiterando o enfoque editorial do Scientia Chromatographica, apesar do destaque para a cromatografia no seu nome, o mesmo abraça com igual entusiasmo as técnicas de preparo de amostras e as técnicas de identificação, especialmente a Espectrometria de Massas, a qual tem se revelado uma das principais parceiras das técnicas de separação.

Este número do Scientia Chromatographica revela mais uma vez essa tendência do periódico, com a publicação de uma revisão crítica detalhada dos analisadores de massas empregados no acoplamento entre Cromatografia Líquida e Espectrometria de Massas (LC-MS), além de artigos de aplicações do acoplamento entre cromatografia gasosa e espectrometria de massas (GC-MS) na análise de amostras complexas como fragrâncias florais e compostos oriundos de processos de degradação térmica de biomassa.

Fernando M. Lanças Editor

Scientia Chromatographica 2013; 5(1) 5

Nova representação SINC do Brasil:

Sistemas CPC Armen Instrument (Cromatografia de Partição Centrífuga)

CPC 250 Sistema de CPC Compacta e de Baixo Custo Sistema totalmente integrado com bomba e válvula de injeção totalmente dedicadas à injeção semi-preparativa.

CPC 1000 Sistema de CPC Contínua e por Lotes Sistema totalmente integrado com bomba e válvula de injeção totalmente dedicadas à injeção contínua e preparativa.

Ideal para injeções de misturas complexas

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):7-25 Instituto Internacional de Cromatografia http://dx.doi.org/10.4322/sc.2013.004

ESPECTROMETRIA DE MASSAS

ISSN 1984-4433

Análisis de fragancias florales por GC-MS Elena E. Stashenko*, Jairo René Martínez Centro de Cromatografía y Espectrometría de Masas – CROM-MASS, Centro de Investigación de Excelencia – CENIVAM, Escuela de Química, Universidad Industrial de Santander – UIS, Bucaramanga, Santander, Colombia e-mail: elena@tucan.uis.edu.co

Resumen Se describen diversas características químicas de las fragancias florales y se presentan ejemplos de aplicación de los métodos de espacio de cabeza, destilativos y extractivos más usados comúnmente para el aislamiento de estas mezclas de compuestos orgánicos volátiles cuya concentración varía entre picogramos y microgramos por litro. Para el análisis GC-MS de las fragancias florales se presentan recomendaciones sobre su separación, detección e identificación, acompañadas de ejemplos.

Palabras clave Fragancia floral; microextracción en fase sólida; cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas; compuestos orgánicos volátiles.

GC-MS analysis of floral fragrance Abstract The diverse chemical features of floral fragrances are described and examples of the application of headspace, distillative and extraction methods most commonly used to isolate these mixtures of volatile organic compounds whose concentration varies between picograms and micrograms per liter are presented. Regarding the GC-MS analysis of floral fragrances, recommendations about their separation, detection and identification are presented together with examples.

Keywords Floral scent; solid-phase microextraction; gas chromatography coupled to mass spectrometry; volatile organic compounds.

Stashenko EE, Martínez JR

1 Introducción Uno de los campos de estudio de productos naturales comprende un área muy interesante: la obtención y el análisis de las fragancias florales, que pueden ser monitoreadas tanto in vivo, como ex vivo[1]. El estudio de metabolitos secundarios volátiles, que emanan las flores, es importante en muchas áreas de las ciencias biológicas y químicas, en agricultura, para el control de plagas, en el estudio de interacciones planta-insecto, alelopatía, en ciencias analíticas (preparación de muestras y cromatografía), en industrias farmacéutica, de perfumes y cosmética, sabores y fragancias, entre otras. El interés creciente en este campo de investigación se refleja en que en los últimos 20 años, el número de artículos científicos publicados por año sobre el tema, creció de 7 (1993) a 158 (2012)[2].

Las fragancias florales son mezclas complejas, producto del metabolismo de una planta en florecimiento; están compuestas por centenares de moléculas de diferente origen bioquímico, con distintas características físico-químicas (polaridad, volatilidad, solubilidad); contienen diversos grupos funcionales (hidrocarburos, alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos, ésteres, etc.) y pueden encontrarse en concentraciones muy disímiles (desde partes por trillón, ppt, hasta partes por millón, ppm). Son sustancias predominantemente lipofílicas, con peso molecular menor de 300 Da, apolares o medianamente polares, con presión de vapor alta. La nariz humana puede ser más sensible -que un sistema de detección cromatográfico-, a algunas sustancias de fragancia floral, presentes a nivel de trazas; por ello, es necesario llevar a cabo el proceso de extracción y concentración de la fragancia floral de tal manera, que sus componentes sean detectables y puedan ser identificados. Esto constituye un reto analítico muy grande. Hoy en día, este reto se resuelve aplicando diferentes estrategias: técnicas 8

Análisis de fragancias florales por GC-MS

de extracción en espacio de cabeza (headspace), métodos destilativos, extractivos con solventes, y en la superficie activa, i.e., procesos de adsorción/desorción térmica usando adsorbentes con diferentes características físico-químicas[3,4]. Para el análisis instrumental de las fracciones volátiles y extractos se usa la cromatografía de gases (GC) en versiones monodimensional o bidimensional, GCxGC, en columnas capilares de diferentes polaridades y sistemas de detección tanto universales (detector de ionización en llama, FID; detector selectivo de masas, MSD, por sus siglas en inglés), como selectivos (detector selectivo de nitrógeno y fósforo, NPD; detector fotométrico de llama, FPD, para registrar compuestos nitrogenados o azufrados, respectivamente) y muy específicos (electroantenografía, nariz electrónica, etc.)[5].

2 Composición química de las fragancias florales Muchos y muy diversos compuestos han sido detectados e identificados en las fragancias florales. Más de 1700 han sido registrados en una multitud diversa de flores estudiadas[6,7].

Los grupos principales de compuestos químicos encontrados en emisiones florales comprenden hidrocarburos (saturados, cíclicos y olefínicos); terpenos, básicamente, monoterpenoides; y bencenoides y fenilpropanoides, entre otros compuestos oxigenados de naturaleza mixta, alcoholes, aldehídos, éteres, ésteres y sustancias que incorporan heteroátomos, azufre o nitrógeno.

La composición de la fragancia floral es uno de los aspectos más relevantes y variados del fenotipo de las plantas. La función básica de la fragancia floral es promover la polinización cruzada, que es un proceso vital en el ciclo de vida de la mayoría de las plantas[1]. El conocimiento de la composición de la fragancia floral es imporScientia Chromatographica 2013; 5(1):7-25

Análisis de fragancias florales por GC-MS

tante para entender la interacción planta-insecto, las estrategias químicas para atraer los polinizadores, pero también para disuadir a los herbívoros y enfrentar a los patógenos, para adaptarse a diferentes estreses abióticos; para estudiar las rutas bioquímicas de formación de metabolitos secundarios en una planta, su capacidad de adaptación y la evolución biológica. También, es de interés práctico conocer la composición floral como fuente de inspiración para crear nuevas fragancias y mezclas odoríferas, que se usan en las industrias de cosméticos, perfumes, productos de higiene personal o en la aromaterapia.

Las fragancias florales de diferentes plantas, a pesar de tener un olor diferente y a menudo, distintivo y diferenciador entre especies y variedades vegetales, poseen muchos compuestos comunes. Entre estos, conforman un grupo grande los terpenoides: monoterpenos, sesquiterpenos, diterpenos y terpenos irregulares y sus análogos oxigenados. Entre los más frecuentes, figuran monoterpenos oxigenados, alcoholes: linalol, mentol, geraniol, nerol y sus acetatos; cetonas: carvona, mentona, verbenona; aldehídos: citral (geranial y neral, sus óxidos); hidrocarburos monoterpénicos: pinenos, ocimenos, carenos, terpinenos, limoneno, p-cimeno; se encuentran también sesquiterpenoides, entre los cuales se pueden mencionar cariofileno, farneseno, bisaboleno, cadineno, cubebeno, elemeno, germacreno y sus isómeros estructurales; óxidos y alcoholes, e.g., óxido de cariofileno, alcoholes farnesol, nerolidol y sus ésteres. La familia más grande en la fragancia floral, tal vez, está conformada por los hidrocarburos, alifáticos, C1-C30 (más frecuentes, C13-C21) y olefínicos y algunas cicloparafinas. Estas sustancias, junto con los ácidos grasos, C12-C22, forman parte de la capa protectora de cera que reviste los pétalos de muchas flores. Una nota odorífera distintiva en la fragancia floral se debe a la presencia en sus mezclas

Stashenko EE, Martínez JR

de compuestos que contienen átomos de azufre o nitrógeno, provenientes probablemente del metabolismo de aminoácidos; entre estos metabolitos secundarios volátiles, figuran compuestos con grupo nitro, indoles, oximas, nitrilos, antranilatos y sulfuros, entre los más comunes.

3 Métodos de obtención de fragancias florales Antes de proceder a recolectar los volátiles de flores, es importante establecer si su monitoreo se hará in vivo (en el campo) o ex vivo. El montaje experimental para cada propósito será diferente. Algunas técnicas de extracción no son aplicables en el campo para monitoreo de flores in vivo. Es importante también tener conocimiento previo sobre la cantidad de volátiles que emite la flor, ya que de la cantidad dependerá el sistema de extracción y concentración empleado.

El buqué de sustancias volátiles producidas por las flores puede tener de uno a más de cien compuestos, pero, generalmente, contiene de 20 a 60 sustancias diferentes[1]. La cantidad de volátiles emitidos va desde los niveles bajos de picogramos hasta más de 30 μg/L[8]. Algunos métodos de recolección de volátiles florales pueden tener un diseño automatizado que permite el monitoreo durante 24 horas o por periodos más largos. Sin embargo, la mayoría de las técnicas de extracción hacen una captura momentánea, un “snapshot”, de los volátiles florales emitidos[9,10].

Los métodos de extracción de los metabolitos secundarios volátiles de las flores se pueden dividir en tres categorías grandes, a saber: (I) Técnicas de headspace (headspace, HS, por sus siglas en inglés, o espacio de cabeza) en modos estático o dinámico; (II) Técnicas destilativas, entre ellas, destilación por arrastre con vapor, destilación con agua-vapor, hidrodestilación, hidrodestilación asistida por la radiación

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):7-25 9

Stashenko EE, Martínez JR

de microondas y (III) Técnicas extractivas, que emplean disolventes de diferente naturaleza, e.g., grasas (maceración, enfleurage, obtención de pomadas), disolventes apolares (hidrocarburos, obtención de concretos), disolventes polares (alcoholes, obtención de absolutos) y fluidos supercríticos (principalmente, CO2). Las técnicas de espacio de cabeza (HS) se emplean en dos “formatos” diferentes: headspace estático (S-HS) y headspace dinámico, e.g., purga y trampa (P&T).

Hoy en día, la técnica más popular para el análisis de fragancias florales es la micro-extracción en fase sólida (SPME, por sus siglas en inglés), operada en espacio de cabeza, HS-SPME[4]. Este método de extracción sobre un adsorbente polimérico -que reviste una fibra de sílice fundida-, combina la alta selectividad de extracción, que se logra con la escogencia del polímero, su naturaleza química y el grosor y la optimización de condiciones de muestreo (volúmenes del material y de espacio de cabeza, temperaturas, tiempos de pre-equilibrio y de exposición de la fibra, modos de agitación de la muestra, aditivos, etc.), con la concentración de analitos sobre la fibra.

La extracción y la concentración simultánea de la muestra son procesos que destacan a la técnica SPME y la hacen muy ventajosa frente a otros métodos[11-13].

Los métodos headspace aportan la información sobre la composición química de las fracciones volátiles; las técnicas de destilación, sobre aceites esenciales, destilados o condensados, mientras que los métodos extractivos (solventes, CO2 supercrítico), sobre la composición química de mezclas que pueden incluir sustancias de baja volatilidad y mayor masa molecular (>400 Da), que en general se denominan los extractos. Las composiciones de estas mezclas pueden diferenciarse no solamente cuantitativamente, sino cualitativamente. Tal como se mencionó anteriormente, en condensados y extractos prevale10

Análisis de fragancias florales por GC-MS

cerán compuestos más “pesados”, ácidos grasos, hidrocarburos parafínicos de cadena larga, sus alcoholes o aldehídos, mientras que en las fracciones volátiles, se encuentran compuestos de bajo peso molecular, que –eventualmente- pueden “escapar” durante la destilación, en la etapa de despresurización (SFE-CO2) o concentración de los extractos.

La composición química de la fracción volátil de las flores depende tanto de factores intrínsecos (genéticos) de la especie, como de factores extrínsecos, ambientales[14]. El hábitat, el ambiente donde crece la planta, las condiciones (temperatura, humedad, luz, tipo de suelo, micronutrientes, etc.), en las cuales se monitorean los metabolitos secundarios florales, afectarán la composición cualitativa y cuantitativa de la fracción volátil emitida y recolectada. Por ello, es muy importante durante la recolección de volátiles florales mantener las condiciones de monitoreo controladas, constantes. Muchísimos factores externos afectarán la producción de volátiles en la flor; entre ellos, figuran los cambios de la temperatura, de la humedad, el aumento o la disminución de la energía lumínica, entre otros.

Algunas condiciones de estrés (hídrico, lumínico, nutricional) pueden alterar notoriamente la generación de volátiles florales o hasta suprimir su producción[15].

Algunos aspectos del estudio de las fragancias florales deben contemplar el estado de desarrollo de la flor[16,17]. Las flores del árbol de ylang-ylang (Cananga odorata Hook Fil. et Thomson, forma genuina, familia Annonaceae) son materia prima importante para la obtención de aceites esenciales y absolutos, que son ingredientes valiosos en muchos perfumes, jabones, champús, lociones. En el árbol, la flor permanece varias semanas, mientras se madura, inicia con una flor muy pequeña, verde, que aumenta luego su tamaño, permaneciendo varios días verde, Scientia Chromatographica 2013; 5(1):7-25

Análisis de fragancias florales por GC-MS

y, luego, se torna amarilla, grande, con puntos de color marrón. En el mismo árbol, es común encontrar flores en diferentes grados de maduración, junto con los frutos que llevan semillas, a través de las cuales se propaga esta especie vegetal. La composición de volátiles en la flor de ylang-ylang varía notoriamente con su estado de madurez. En flores pequeñas, verdes, se registran 10 veces menos componentes, que en una flor amarilla, madura. En las flores de ylang-ylang maduras, amarillas y completamente desarrolladas, se encuentran 16 y 4 veces más sustancias oxigenadas livianas (p-metilanisol, alcohol bencílico, 1,8-cineol, benzoato y salicilato de metilo y etilo, linalol, nerol, geraniol, acetato de bencilo, anetol, acetato de cinamilo, otros) y sustancias oxigenadas más pesadas (sesquiterpenoles, farnesal, farnesol, nerolidol y sus acetatos, cedrol, benzoato y salicilato de bencilo, otros), que en las flores verdes, pequeñas, que empiezan su desarrollo. Los compuestos nitrogenados, fenilacetonitrilo, 4-metilbenzaldoxima, indol, 2-fenil-1-nitroetano y antranilato de metilo, solo aparecen en las flores maduras, grandes y amarillas[18,19].

La composición de los metabolitos secundarios en la emisión floral varía también según la parte de la flor, de donde se extraen los volátiles. En los pétalos de las flores de ylang-ylang, prevalecen los compuestos oxigenados (monoterpenos oxigenados, bencenoides y fenilpropanoides), mientras que en los ovarios (parte central de la flor, pequeña y compacta) abundan los hidrocarburos monoterpénicos y sequiterpénicos[20]. La composición porcentual relativa de las familias de compuestos presentes en las flores de ylang-ylang depende del método de su extracción: la destilación con vapor o la destilación-extracción con solvente simultánea (SDE, por sus siglas en inglés) permiten obtener mezclas de metabolitos secundarios, ricas en compuestos oxigenados livianos (50-60%) y en compuestos

Stashenko EE, Martínez JR

oxigenados más pesados (18-20%), mientras que la extracción con fluido supercrítico, SFE-CO2 aísla extractos, ricos en hidrocarburos alifáticos (Cn>20) y terpénicos, compuestos nitrogenados y hasta algunos ácidos grasos (C14-C18)[19].

El perfil de compuestos volátiles emitidos por la flor depende también de la hora del día; los insectos que la polinizan pueden ser diurnos o nocturnos, y, de ello, dependerá también la cinética de emanación de compuestos fragantes y el tipo de los volátiles emitidos por la flor, que varían, para la mayoría de las flores, con la hora del día (ritmo circadiano) y según la función biológica que cumplen. Por ejemplo, en las flores de ylang-ylang, la cantidad de sustancias nitrogenadas cambia durante el día: es máxima en la madrugada, disminuye después del mediodía y vuelve a aumentar en las horas de la tarde y de la noche (Figura 1).

La fragancia de flores de Brugmansia suaveolens (Familia Solanácea) sigue un claro ritmo circadiano: la emisión de volátiles se incrementa por la tarde y alcanza su máximo a las nueve de la noche; luego, la emisión de volátiles empieza lentamente a disminuir (Figura 2); en la mañana y durante el día, las flores casi no huelen, aunque atraen masivamente las abejas[3]. Es interesante anotar, que algunas flores cambian su fragancia después de haber sido polinizadas; esto sucede con las flores de algunas orquídeas (Ophrys sphegodes)[21,22].

En la Tabla 1, se reúne la información sobre las sustancias volátiles emitidas por las flores de diferentes especies vegetales, provenientes de distintos orígenes (África Oriental, Asia, Arabia, América del Sur, Centroamérica o México) y cultivadas en el Complejo Agroindustrial Piloto de CENIVAM (Bucaramanga, Colombia). Los volátiles se obtuvieron por HS-SPME, usando la fibra de PDMS/DVB (65 μm), expuesta a las flores frescas (ca. 20 g), recién cortadas, colo-

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):7-25 11

Stashenko EE, Martínez JR

Figura 1 Cromatograma típico de los metabolitos secundarios volátiles de flores de ylang-ylang (solo se registran compuestos nitrogenados), monitoreados a diferentes horas del día. Columna DB-1 (60 m).

Detector selectivo de nitrógeno y fósforo, NPD.

Figura 2 Perfil cromatográfico de los metabolitos secundarios volátiles de flores de Brugmansia suaveolens (familia Solanácea), aislados por HS-SPME, y el cambio de la cantidad de volátiles emitidos por la flor (área cromatográfica total, GC-FID), en función de la hora del día.

cadas en un recipiente sellado (22 mL), a 40 °C durante 30 min, con el tiempo de pre-equilibrio de 15 min. En experimentos previos, se ha determinado que las mejores recuperaciones (área cromatográfica total más alta) de volátiles se obtienen, en su orden creciente, con las fibras, así: PA (85 μm) < PDMS (100 μm) < PDMS/DVB (65 μm) ≈ CAR/PDMS (65 μm). Con tiempos de exposición de la fibra cortos (2-5 min), solo se logra recuperar aldehídos y alcoholes volátiles e hidrocarburos monoterpénicos; con tiempos 12

Análisis de fragancias florales por GC-MS

de exposición más prolongados (20-40 min), en la fracción volátil, se registran también bencenoides, fenilpropanoides, monoterpenos oxigenados y sesquiterpenoides, junto con parafinas (Cn>13) y sus análogos insaturados, aldehídos y alcoholes de cadena más larga (Cn>13); sustancias nitrogenados, indoles y antranilatos. A pesar de que las flores pertenecen a plantas de géneros diferentes, varios componentes volátiles en sus emisiones florales son los mismos (Tabla 1). La diversidad en la composición se aprecia en que entre los 115 compuestos diferentes que aparecen en la Tabla 1, el 51% de los compuestos aparece en solamente 1 de las especies, el 31% aparece en 2 especies, 10% en 3, 3,5% en 4 y 3,5% en 5 especies. En una comparación hecha entre 165 artículos científicos sobre composición de fragancias florales, se encontró que la rosa fue la flor más estudiada (21 publicaciones), seguida por la petunia (10) y el jazmín (6), entre 73 flores diferentes objeto de estos estudios[2]. El linalol fue el constituyente volátil encontrado más frecuentemente (24 especies), seguido del 2-feniletanol (19 especies), el geraniol, el β-ocimeno, el germacreno D y el citronelol (9 especies). La microextracción en fase sólida fue la técnica de aislamiento de sustancias volátiles más común en estos artículos (33%), seguida del muestreo headspace (22%), la extracción con solventes (16%) y la destilación (13%).

4 Análisis cromatográfico de fragancias florales Las sustancias que conforman la fracción volátil aislada de las flores son de bajo peso molecular (<300 Da) y conforman mezclas de componentes con diversa polaridad y concentración; gracias a la naturaleza de los compuestos volátiles, su análisis se hace por cromatografía de gases (GC). Debido a la complejidad de algunas Scientia Chromatographica 2013; 5(1):7-25

América Central

India, Nepal

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2-Nonenal

Decanal

(E)-2-Decenal

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Octenal –

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Octanal

(E)-2-Octenal

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2-Heptenal

Nonanal

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Heptanal

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2-Pentenal –

–

3-Metil butanal

–

–

2-Metil butanal

Hexanal

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2-Butenal

2-Hexenal

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2-Propenal

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Propanal

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Rubiácea

Zingiberácea

Posoqueria longiflora

2–Metil propanal

Aldehídos

Compuestos

Hedychium coronarium

Sanseviera guineensis

Asparagácea

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Yemen, Etiopía

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África Occidental

Origen geográfico

Rubiácea

Familia botánica

Coffea arabica

Tabla 1 Compuestos aislados por HS-SPME y detectados por GC-MS en emisiones de flores de diferentes plantas.

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México

Asparagácea

Polianthes tuberosa

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América del Sur

Solanácea

Brugmansia suaveolens

Análisis de fragancias florales por GC-MS Stashenko EE, Martínez JR

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):7-25 13

14

América Central

India, Nepal

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3-Pentanona

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6-Metil-5-hepten-2-ona

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Acetato de dodecenilo

1-Hexanol

2-Hexanol

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– –

Acetato de decenilo

Acetato de dodecilo

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Acetato de decilo

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+

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– –

Acetato de heptilo

–

+

Acetato de octilo

–

Acetato de hexilo

+

– +

Acetato de pentilo

Acetato de 3-hexenilo

+

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Acetato de 2-pentenilo

+

– –

2-Butanona

Acetato de 2-metilbutilo

–

– –

Penten-3-ona

2-Metil-butan-1-ol

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Propanol

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Rubiácea

Posoqueria longiflora

Zingiberácea

Hedychium coronarium

2-Metil propanol

Alcoholes, cetonas, ésteres

Compuestos

Tabla 1 Continuación...

Sanseviera guineensis

Asparagácea

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Yemen, Etiopía

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África Occidental

Origen geográfico

Rubiácea

Familia botánica

Coffea arabica

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México

Asparagácea

Polianthes tuberosa

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América del Sur

Solanácea

Brugmansia suaveolens

Stashenko EE, Martínez JR Análisis de fragancias florales por GC-MS

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):7-25

+ + +

(E)-3-Metilbutilaldoxima

Fenilacetonitrilo

+

(Z)-3-Metilbutilaldoxima

Indol

+ +

(Z)-2-Metilbutilaldoxima

+

1-Nitro-2-metilbutano

(E)-2-Metilbutilaldoxima

–

2-Metil-butinitrilo

Compuestos nitrogenados

Dimetil sulfuro

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– –

Tridecanol

Pentadecanol

Compuestos azufrados

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Dodecanol

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Nonanol

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Octanol

–

–

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Decanol

– –

1-Octen-3-ol

Heptanol

+

(Z)-3-Hexen-1-ol

–

América Central

India, Nepal –

Rubiácea

Posoqueria longiflora

Zingiberácea

Hedychium coronarium

3-Hexanol

Compuestos

Tabla 1 Continuación...

Sanseviera guineensis

Asparagácea

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Yemen, Etiopía

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África Occidental

Origen geográfico

Rubiácea

Familia botánica

Coffea arabica

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México

Asparagácea

Polianthes tuberosa

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América del Sur

Solanácea

Brugmansia suaveolens

Análisis de fragancias florales por GC-MS Stashenko EE, Martínez JR

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):7-25 15

16

+ + – + +

(E)-b-Ocimeno

allo-Ocimeno

Hidrato de (E)-sabineno

γ-Terpineno

Terpinoleno

–

–

Óxido de nerol

+

1,8-Cineol

(Z)-b-Ocimeno

–

–

p-Cimeno

(Z)-Óxido de linalol

–

Limoneno

–

+

b-Mirceno

+

+

b-Pineno

Carvona

–

–

Sabineno

Linalol

–

+

α-Pineno

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

América Central

India, Nepal –

Rubiácea

Posoqueria longiflora

Zingiberácea

Hedychium coronarium

α-Tuyeno

Monoterpenoides

Antranilato de metilo

Compuestos

Tabla 1 Continuación...

Sanseviera guineensis

Asparagácea

+

+

+

–

–

–

–

–

–

–

+

+

+

+

–

–

+

–

–

Yemen, Etiopía

–

–

–

+

–

–

–

–

–

–

–

–

+

–

–

–

–

–

+

África Occidental

Origen geográfico

Rubiácea

Familia botánica

Coffea arabica

–

–

–

+

–

–

–

–

–

–

+

–

+

–

–

–

–

–

+

México

Asparagácea

Polianthes tuberosa

–

–

–

–

+

–

+

+

+

+

+

–

–

+

+

+

+

+

–

América del Sur

Solanácea

Brugmansia suaveolens

Stashenko EE, Martínez JR Análisis de fragancias florales por GC-MS

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):7-25

+ + – – – – – – – – –

Terpinen-4-ol

α-Terpineol

Neral

Nerol

Geranial

Geraniol

3,7-Dimetil-3,6-octadien-1-ol

p-Cimen-1-ol

Acetato de nerilo

2-Metil butanoato de nerilo

2-Metil butenoato de nerilo

–

+ + –

Acetato de farnesilo

α-Humuleno

(E,E)-α-Farneseno

–

Óxido de cariofileno

(E,E)-Farnesol

+

+

–

–

+

+

+

+

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

(E)-b-Cariofileno

Sesquiterpenoides

– –

América Central

India, Nepal

Citronelal

Rubiácea

Posoqueria longiflora

Zingiberácea

Hedychium coronarium

Citronelol

Compuestos

Tabla 1 Continuación...

Sanseviera guineensis

Asparagácea

+

+

+

–

–

–

+

+

+

+

+

+

+

+

+

–

–

–

+

Yemen, Etiopía

–

–

+

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

África Occidental

Origen geográfico

Rubiácea

Familia botánica

Coffea arabica

–

+

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

+

–

–

–

México

Asparagácea

Polianthes tuberosa

–

+

+

–

–

–

–

–

–

–

–

+

+

+

+

+

+

+

+

América del Sur

Solanácea

Brugmansia suaveolens

Análisis de fragancias florales por GC-MS Stashenko EE, Martínez JR

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):7-25 17

18

+ +

Benzoato de 3-hexenilo

Benzoato de bencilo

–

+ +

Metil isoeugenol

Benzoato de 3-metilbutilo

–

+

–

–

+

+

+

+

–

Salicilato de metilo

+

+

Metil eugenol

–

Acetato de cinamilo –

–

Acetato de bencilo

–

+

–

Benzoato de etilo

–

Salicilato de bencilo

+

Benzoato de metilo

+

–

–

–

–

+

Eugenol

– –

Alcohol b-feniletílico

+

Alcohol bencílico

Fenilacetaldehído

– –

Benzaldehído

4-Metoxi benzaldehído

Bencenoides y fenilpropanoides

–

Biciclogermacreno

+

–

– –

América Central

India, Nepal

Farnesal

Rubiácea

Posoqueria longiflora

Zingiberácea

Hedychium coronarium

Germacreno D

Compuestos

Tabla 1 Continuación...

Sanseviera guineensis

Asparagácea

–

–

+

–

–

–

+

+

+

–

+

+

+

+

+

–

+

–

–

–

Yemen, Etiopía

+

–

–

–

–

+

+

–

–

+

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+

–

–

–

–

+

–

–

–

África Occidental

Origen geográfico

Rubiácea

Familia botánica

Coffea arabica

+

–

–

+

+

+

+

–

–

–

+

+

–

–

+

–

–

–

–

–

México

Asparagácea

Polianthes tuberosa

+

–

–

–

–

–

+

+

–

–

–

+

–

+

+

+

+

–

–

+

América del Sur

Solanácea

Brugmansia suaveolens

Stashenko EE, Martínez JR Análisis de fragancias florales por GC-MS

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):7-25

Análisis de fragancias florales por GC-MS

mezclas de volátiles aislados de flores y a la presencia en ellas de sustancias isoméricas (isomería geométrica, de posición, estereoisomería), se recomienda hacer su análisis en columnas capilares de sílice fundida, preferiblemente largas, de 50 o 60 m, con diámetros internos (D.I.) de 0.25, 0.22 o 0.20 mm. Los diámetros internos menores, aunque permiten aumentar la resolución, eventualmente, pueden comprometer también la sensibilidad. Se usan columnas con el grosor de la fase estacionaria (df) igual o mayor de 0.25 μm, todo ello, para que la forma de picos, su separación y la sensibilidad, necesaria para su detección reproducible, sean adecuadas.

Generalmente, para la inyección de la muestra (T° del inyector, usualmente, de 230-250°C), se puede usar la relación de split de 1:30, pero, cuando las concentraciones de algunos componentes de interés son bajas, es conveniente la inyección en modo splitless. Cuando se emplea el modo de inyección splitless, para disminuir la “dispersión” o el ensanchamiento de los picos de sustancias muy volátiles, se puede hacer la inyección en el modo de splitless pulsado; es cuando la presión de entrada del gas de arrastre, durante la transferencia de la muestra por el liner, se incrementa unas 2-3 veces. Teniendo en cuenta la presencia de algunas sustancias termolábiles, la inyección on-column o con la programación de temperatura (con PTV, programmed-temperature vaporizer, por sus siglas en inglés), podría ser una buena alternativa.

Para el análisis de las fracciones volátiles, la temperatura inicial de la columna de 35-50°C sería la recomendable; la naturaleza de la muestra (compuestos volátiles) no exige que la temperatura final de la columna sea alta, la de 200-250°C será suficiente para eluir los componentes más retenidos. La velocidad de calentamiento de la columna es función de su longitud: a mayor longitud, más lentamente hay que calentar la colu-

Stashenko EE, Martínez JR

mna, 3-4°C/min, pero si se usan columnas más cortas, e.g., de 30 m, se podría ir incrementando la temperatura de la columna más rápidamente, a razón de 5-7°C/min. Por supuesto, el proceso de programación de la temperatura en la columna es optimizable, depende de la complejidad de la mezcla de sustancias a analizar (número de componentes, isomería o similitud estructural), su naturaleza (polaridad, peso molecular), las dimensiones de la columna (L, D.I.), el tipo de la fase estacionaria (polaridad) y su grosor (df).

Para el análisis de la fracción volátil floral se usan, en combinación, dos columnas: una, con la fase estacionaria polar, poli(etilenglicol) (e.g., INNOWAX, DB-WAX, HP-20M, otras) y la otra, con la fase estacionaria apolar, poli(dimetilsiloxano) (HP-1, Ultra 1, DB-1, BP-1, otras) o 5%-fenil poli(dimetilsiloxano) (HP-5, DB-5, Ultra 2, CPSil 5, BP-5, otras). En la Figura 3, se pueden observar perfiles cromatográficos de la fragancia de flores de café (Coffea arabica, Fam. Rubiácea), aislada por HS-SPME (CAR/PDMS, 65 μm; temperatura - 60°C, tiempo de exposición de la fibra – 30 min), obtenidos por GC-MS en columnas de diferente polaridad.

La cromatografía de gases enantioselectiva aprovecha el hecho de que los enantiómeros poseen tiempos de retención diferentes cuando en la fase estacionaria se insertan compuestos que pueden formar aductos cuya estabilidad es función de la forma tridimensional del analito.

Las ciclodextrinas, con su geometría de cono con cavidad de diferente tamaño, han resultado ser agentes quirales muy efectivos al constituir complejos de inclusión que permiten discriminar isómeros según su forma. Las fragancias de jazmín (Jasminum grandiflorum) y otras flores (Osmanthus fragrans, Boronia megastima) contienen una mezcla de estereoisómeros del jasmonato de metilo. Wilfred König reportó la separación de todos los isómeros por medio de

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):7-25 19

Stashenko EE, Martínez JR

Análisis de fragancias florales por GC-MS

Figura 3 Cromatogramas típicos de la fragancia de flores de café aislada por HS-SPME (CAR/PDMS, 65 μm; 60°C, tiempo de exposición de la fibra – 30 min). A. Columna cromatográfica apolar DB-5MS (60 m x 0.25 mm x 0.25 mm). Detector selectivo de masas (MSD, EI, 70 eV); B. Fragmento ampliado del mismo cromatograma, donde se observa la separación deficiente de limoneno (LRI = 1030), alcohol bencílico (LRI = 1031) y 1,8-cineol (LRI = 1032); C. Columna cromatográfica polar DB-WAX (60 m x 0.25 mm x 0.25 μm). Detector selectivo de masas (MSD, EI, 70 eV); D. Fragmento ampliado del mismo cromatograma, donde se observa la separación mejor de limoneno y 1,8-cineol; el alcohol bencílico tiene un tiempo de retención mucho más largo (tR =34.1 min, LRI = 1895) en la columna polar y no co-eluye con limoneno, tal como sucede en la columna apolar (B).

cromatografía de gases preparativa en la que utilizó columnas empacadas con ciclodextrinas[23].

Esto permitió confirmar la estimación hecha por Acree y Barnard, de que el isómero (+)-epi-jasmonato de metilo tiene un umbral de olor unas 500 veces más bajo que el del isómero mayoritario, el (-)-jasmonato de metilo[24].

Los aldehídos y alcoholes lilac son monoterpenos oxigenados que se encuentran en especies vegetales de muchas familias.

Lamiaceae (Origanum vulgare[25]), Orchidaceae (Platanthera sp.[26]), Rosaceae (Prunus padus[27]), y Rubiaceae (Cephalanthus occidentalis[25]) son algunos ejemplos de estas familias. Cada una de las moléculas lilac posee 3 carbonos quirales, lo 20

que da lugar a 8 estereoisómeros del aldehído y 8 estereoisómeros del alcohol lilac. Dötterl et al.[28] lograron separar todos los isómeros del aldehído y 7 isómeros del alcohol lilac, por medio de un sistema de cromatografía de gases bidimensional en el que una columna capilar de 30 m con fase estacionaria de 5%-fenil polimetilsiloxano fue unida por medio de una válvula T a un detector selectivo de masas y a otra columna capilar de 30 m con una fase estacionaria formada por fenil-poli(dimetilsiloxano) (70%) y un derivado de ciclodextrina (30%). Cada columna tuvo un horno independiente. Este sistema se modificó para convertirlo en cromatografía micropreparativa. La salida de la segunda columna se conectó Scientia Chromatographica 2013; 5(1):7-25

Análisis de fragancias florales por GC-MS

a un divisor de flujo que permitió dirigir una parte del efluente hacia un detector de ionización en llama y la otra parte hacia una barra de agitación recubierta de PDMS, para absorber los analitos separados. Esta modificación permitió recoger los isómeros, que luego se emplearon en experimentos de electroantenografía en los que se utilizaron antenas de diferentes insectos para examinar si había alguna respuesta selectiva para alguno de los isómeros. Se encontró que las antenas de la polilla Hadena bicruris respondieron a los 8 isómeros de aldehído lilac, pero fueron más sensibles a algunos isómeros que a otros.

El sistema de detección más común para el análisis comparativo y para la cuantificación de compuestos en las fracciones volátiles aisladas de flores es el detector de ionización en llama (FID), un sistema simple, robusto, con una sensibilidad aceptable y un amplio rango dinámico.

Los detectores selectivos, tales como el detector de nitrógeno y fósforo (NPD) y el detector fotométrico de llama (FPD), son herramientas muy útiles para la detección selectiva de compuestos nitrogenados y azufrados, muy frecuentes en las fragancias florales.

Un ejemplo interesante de la aplicación de la antenografía al estudio de la relación planta-insecto es el trabajo de Balao et al.[29], sobre la emisión de volátiles por las flores de Dianthus inoxianus. Esta especie es polinizada únicamente durante la noche por solamente un tipo de polinizador, Hyles livornica, un insecto que poliniza un buen número de especies diferentes. La esencia floral de D. inoxianus contiene 68 compuestos volatiles, pero está dominada por sustancias alifáticas que poseen un grupo cetona en la posición 2. El análisis cromatográfico mostró que la cantidad total de volátiles liberados durante el día es similar a la de la noche, lo cual no se correlaciona con la actividad del insecto polinizador.

Sin embargo, la electroantenografía permitió

Stashenko EE, Martínez JR

determinar cuáles compuestos volátiles causan respuesta en las antenas de machos y hembras de H. livornica. Al seguir su variación entre día y noche, se encontró que la proporción de compuestos activos aumenta en la noche, lo que sirve de señal para atraer al insecto polinizador.

El ejemplo anterior muestra un tipo de experimento que solamente es posible al disponer de un detector de alta especificidad. Empero, el sistema de detección más importante y de mayor uso en el análisis de mezclas volátiles es el detector selectivo de masas (MSD); su combinación con la cromatografía capilar (GC-MS) es un instrumento perfecto para lograr la separación e identificación (presuntiva o confirmatoria) de componentes presentes en una mezcla.

El modo de ionización más empleado para el análisis de sustancias volátiles es el impacto con electrones (EI) de 70 eV de energía. Los espectros de masas (MS) de EI contienen mucha información, porque en el espectro aparecen señales de numerosos fragmentos ionizados, que forman una combinación única y que permite diferenciar una molécula de la otra. En la Figura 4, aparecen espectros de masas de dos sesquiterpenos, b-cariofileno y α–humuleno, presentes frecuentemente en flores y plantas en general. La masa (m/z) de fragmentos (iones o ion-radicales) y sus abundancias relativas, que conforman el patrón de fragmentación, son la guía para diferenciar las estructuras. Los índices de retención lineales (LRI, por sus siglas en inglés), de ambos sesquiterpenos se diferencian en 15-20 unidades para columnas de fases estacionarias, polar y apolar. Los LRI medidos experimentalmente en las columnas polar y apolar, se comparan con los registrados en la literatura o en bases de datos[30‑35].

Sin embargo, hay situaciones más complejas: es cuando los espectros de masas y LRI de las sustancias son similares y el margen de duda

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Stashenko EE, Martínez JR

Análisis de fragancias florales por GC-MS

Figura 4 Espectros de masas de impacto con electrones (EI, 70 eV) de los sesquiterpenos isoméricos, b-cariofileno y α-humuleno, que presentan patrones de fragmentación claramente distinguibles [Tomado de: NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69, http://webbook.nist.gov]. Sus índices de retención lineales (LRI) se diferencian en 15-20 unidades en columnas apolares, e.g., DB-1 [poli(dimetilsiloxano)] o DB-5 [5%-fenil poli(metilsiloxano)][31,34], lo que ayuda a diferenciarlos por su retención en la columna, apolar o polar.

Figura 5 Espectros de masas de impacto de electrones (EI, 70 eV) de safrol e isosafrol, que presentan patrones de fragmentación muy similares [tomado de: NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69, http://webbook.nist.gov], que no permiten diferenciarlos solo con base en sus espectros de masas.

22

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):7-25

Análisis de fragancias florales por GC-MS

es bastante amplio. En la Figura 5, aparecen los espectros de masas (EI, 70 eV) de safrol y de su isómero, isosafrol. El isosafrol puede existir en dos formas geométricas, isómero cis- e isómero trans-. Es difícil diferenciar las dos sustancias por sus espectros de masas: solo se observan pequeñas diferencias cuantitativas en las abundancias de algunos iones. Los LRI de los isómeros no se diferencian mucho, en unas 5-7 unidades, lo que no permite diferenciarlos con base en este parámetro[36]: en este caso, para la identificación confirmatoria del compuesto se requiere el uso de una sustancia certificada (patrón).

En el caso de estudio de emisiones florales y la relación de algunos componentes como atrayentes de polinizadores, la identificación confirmatoria es importante, pero para muchas sustancias, no hay patrones comerciales; entonces, se recurre a la síntesis de la sustancia, para su identificación química completa.

El análisis del aceite esencial de las flores de ylang-ylang por cromatografía completa con analizador de tiempo de vuelo, GCxGC-TOFMS, permitió detectar un total de 161 compuestos, de los cuales 75 no habían sido encontrados en el análisis GC-MS unidimensional[37]. Sin embargo, a pesar de que la segunda dimensión cromatográfica permite un aumento dramático en la resolución, algunos compuestos pudieron ser clasificados según su naturaleza química, pero no se logró su identificación completa debido a su gran similitud espectral con otros componentes y a la carencia de sustancias patrón.

En resumen, las fragancias florales son mezclas complejas cuyo estudio requiere una selección cuidadosa de las técnicas de aislamiento y de análisis instrumental. Gracias a los avances en estos campos, es posible ahora lograr una caracterización detallada de los compuestos volátiles emitidos por las flores, hasta distinguir entre diversos estereoisómeros.

Stashenko EE, Martínez JR

Agradecimientos Los autores agradecen la financiación del Patrimonio Autónomo Fondo Nacional de Financiamiento para la Ciencia, la Tecnología y la Innovación, Francisco José de Caldas, contrato RC 0572-2012. También agradecen a Martha Cervantes, M.Sc., por su colaboración con búsquedas bibliográficas.

Referencias 1

Dudareva NA, Pichersky E, editors. Biology of floral scent. Boca Raton: CRC, Taylor & Francis Group; 2006. 346 p.

2

Scopus. Base de datos. Elsevier; 2013. Consultada en 10-05-2013.

3

Stashenko EE, Martínez JR. Sampling flower scent for chromatographic analysis. Journal of Separation Science 2008; 31:2022-2031. http://dx.doi.org/10.1002/ jssc.200800151

4

Stashenko EE, Martínez JR. Sampling volatile compounds from natural products with headspace/ solid-phase micro-extraction. Journal of Biochemical and Biophysical Methods 2007; 70:235-242. http:// dx.doi.org/10.1016/j.jbbm.2006.08.011

5

Choi H-S. Characterization of Citrus unshiu (C. unshiu Marcov. Forma Miyagawa-wase) blossom aroma by solid-phase microextraction in conjunction with an electronic nose. Journal of Agricultural and Food Chemistry 2003; 51:418-423. http://dx.doi. org/10.1021/jf0114280

6

Knudsen JT, Eriksson R, Gershenzon J, Ståhl B. Diversity and distribution of floral scent. Botanical Review 2006; 72:1-120. http://dx.doi.org/10.1663/00068101(2006)72[1:DADOFS]2.0.CO;2

7

Knudsen JT, Tollsten L, Bergstrom G. Floral scents - a checklist of volatile compounds isolated by headspace techniques. Phytochemistry 1993; 33:253-280. http://dx.doi.org/10.1016/0031-9422(93)85502-I

8

Knudsen JT, Gershenzon J. The chemical diversity of floral scent. In: Dudareva NA, Pichersky E, editors.

Biology of floral scent. Boca Raton: CRC, Taylor & Francis Group; 2006. p. 40.

9

Tholl D, Boland W, Hansel A, Loreto F, Röse U, Schnitzler J-P. Practical approaches to plant volatile analysis. Plant Journal 2006; 45:540-560. http://dx.doi. org/10.1111/j.1365-313X.2005.02612.x

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):7-25 23

Stashenko EE, Martínez JR

10 Augusto F, Leite e Lopes A, Zini C. Sampling and sample

preparation for analysis of aromas and fragrances.

Trends in Analytical Chemistry 2003; 22:160-169. http://dx.doi.org/10.1016/S0165-9936(03)00304-2

Chromatography 1996; 19:353-360. http://dx.doi. org/10.1002/jhrc.1240190609 20 Stashenko EE, Martínez JR, Macku C, Shibamoto T.

SPME - A valuable tool for investigation of flower scent. Journal of Separation Science 2003; 26:715-721. http://dx.doi.org/10.1002/jssc.200301381

HRGC and GC-MS Analysis of Essential Oil from Colombian Ylang-Ylang (Cananga odorata Hook Fil. et Thomson, forma genuina). Journal of High Resolution Chromatography 1993; 16:441-444. http:// dx.doi.org/10.1002/jhrc.1240160713

12 Flamini G, Cioni PL, Morelli I. Use of solid-phase

21 Schiestl FP, Ayasse M, Paulus HF, Lofstedt C, Hansson

11 Barták P, Bednar P, Cáp L, Ondráková L, Stránský Z.

micro-extraction as a sampling technique in the determination of volatiles emitted by flowers, isolated flower parts and pollen. Journal of Chromatography A 2003; 998:229-233. http://dx.doi.org/10.1016/ S0021-9673(03)00641-1 13 Fernando LN, Grün IU. Headspace-SPME analysis

of volatiles of the ridge gourd (Luffa acutangula) and bitter gourd (Momordica charantia) flowers. Flavour and Fragrance Journal 2001; 16:289-293. http://dx.doi. org/10.1002/ffj.999 14 Xiang L, Milc JA, Pecchioni N, Chen L. Genetic

aspects of floral fragrance in plants. Biochemistry (Moscow) 2007; 72:351-358. http://dx.doi.org/10.1134/ S0006297907040013 15 Bernhardt P, Sage T, Weston P, Azuma H, Lam M,

Thiem L et al. The pollination of Trimenia moorei (Trimeniaceae): Floral volatiles, insect/wind pollen vectors and stigmatic self-incompatibility in a basal angiosperm. Annals of Botany 2003; 92:445-458. http://dx.doi.org/10.1093/aob/mcg157 16 Effmert U, Große J, Röse U, Ehrig F, Kägi R, Piechulla

B. Volatile composition, emission pattern, and localization of floral scent emission in Mirabilis jalapa (Nyctaginaceae). American Journal of Botany 2005; 92:2-12. http://dx.doi.org/10.3732/ ajb.92.1.2 17 Granero AM, Egea Gonzalez FJ, Guerra Sanz JM,

Martínez Vidal JL. Analysis of biogenic volatile organic compounds in zucchini flowers: identification of scent sources. Journal of Chemical Ecology 2005; 31:23092322. http://dx.doi.org/10.1007/s10886-005-7103-2 18 Stashenko EE, Torres W, Martínez JR. A study of the

compositional variation of the essential oil of ylangylang (Cananga odorata Hook Fil. Et Thomson, forma genuina) during flower development. Journal of High Resolution Chromatography 1995; 18:101-104.

19 Stashenko EE, Quiroz N, Martínez JR. HRGC/FID/

NPD and HRGC/MSD study of Colombian ylangylang (Cananga odorata) oils obtained by different extraction techniques. Journal of High Resolution

24

Análisis de fragancias florales por GC-MS

BS, Ibarra F et al. Orchid pollination by sexual swindle. Nature 1999; 399:421-422. http://dx.doi. org/10.1038/20829 22 Schiestl FP, Ayasse M. Post-pollination emission of a

repellent compound in a sexually deceptive orchid: a new mechanism for maximizing reproductive success? Oecologia 2001; 126:531-534. http://dx.doi. org/10.1007/s004420000552 23 König WA. Chirality in the natural world—odours

and tastes. In: Lough WJ, Wainer IW, editors. Chirality in Natural and Applied Sciences. Oxford: Blackwell Publishers; 2002. p. 261-84.

24 Acree TE, Barnard J. The analysis of odour-active

volatiles in gas chromatographic effluents. In: Shreier P, editor. Analysis of Volatiles. Berlin: Gryter; 1984. p. 251-67.

25 Andersson S, Nilsson L A, Groth I, Bergström G.

Floral scents in butterfly-pollinated plants: possible convergence in chemical composition. Botanical Journal of the Linnean Society 2002; 140:129-153. http://dx.doi.org/10.1046/j.1095-8339.2002.00068.x

26 Tollsten L, Bergström G. Fragrance chemotypes

of Platanthera (Orchidaceae) - the result of adaptation to pollinating moths? Nordic Journal of Botany 1993; 13:607-613. http://dx.doi. org/10.1111/j.1756-1051.1993.tb00105.x

27 Surburg H, Güntert M, Schwarze B. Volatile constituents

of European bird cherry flowers (Padus avium Mill.).

Journal Essential Oil Research 1990; 2:307-316. http:// dx.doi.org/10.1080/10412905.1990.9697889

28 Dötterl S, Burkhardt D, Weißbecker B, Jürgens A,

Schütz S, Mosandl A. Linalool and lilac aldehyde/ alcohol in flower scents. Electrophysiological detection of lilac aldehyde stereoisomers by a moth.

Journal of Chromatography A 2006; 1113:231-238. http://dx.doi.org/10.1016/j.chroma.2006.02.011

29 Balao F, Herrera J, Talavera S, Dötterl S. Spatial

and temporal patterns of floral scent emission in Dianthus inoxianus and electroantennographic responses of its hawkmoth pollinator.

Phytochemistry 2011; 72:601-609. http://dx.doi. org/10.1016/j.phytochem.2011.02.001

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):7-25

Análisis de fragancias florales por GC-MS

30 Jennings W, Shibamoto T. Qualitative analysis of

flavor and fragrance volátiles by glass capillary gas chromatography. New York: Academic Press; 1980.

31 Davies NW. Gas chromatographic retention indices of

Stashenko EE, Martínez JR

35 Pherobase.

Database

Semiochemicals.

of

Pheromones

Available

from:

and

http://www.

pherobase.com.

monoterpenes and sesquiterpenes on methyl silicon

36 Stashenko EE, Martínez JR. Algunos aspectos prácticos

and Carbowax 20M phases. Journal of Chromatography

para la identificación de analitos por cromatografía de

A 1990; 503:1-24. http://dx.doi.org/10.1016/S00219673(01)81487-4 32 Adams RP. Identification of essential oil components

by gas chromatography/quadrupole mass spectrometry.

Carol Stream: Allured Publishing; 2001.

33 Joulain D, König WA. The atlas of spectral data

of sesquiterpene hydrocarbons. Hamburg: E.-B. Verlag; 1998.

34 Acree T, Arn H. Flavornet and human odor space.

gases acoplada a espectrometría de masas. Scientia Chromatographica 2010; 2:29-47.

37 Brokl M, Fauconnier M-L, Benini C, Lognay G, Du

Jardin P, Focant J-F. Improvement of ylang-ylang essential oil characterization by GC×GC-TOFMS. Molecules

2013;

18:1783-1797.

http://dx.doi.

org/10.3390/molecules18021783

Available from: http://www.flavornet.org.

Recebido: 13/04/2013 Aceito: 21/05/2013

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):7-25 25

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):27-46 Instituto Internacional de Cromatografia

HPLC - LC/MS

http://dx.doi.org/10.4322/sc.2013.005 ISSN 1984-4433

A cromatografia líquida moderna e a espectrometria de m ­ assas: Finalmente “compatíveis”?

II. A escolha do analisador de massas Fernando M. Lanças Instituto de Química de São Carlos, Universidade de São Paulo – USP, Cep 13560-970, São Carlos, SP, Brasil e-mail: flancas@iqsc.usp.br

Resumo A cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC ou CLAE) é uma das principais técnicas utilizadas na análise de compostos não voláteis e/ou termicamente instáveis. Apesar de ser uma excelente técnica de separação, a HPLC necessita de uma técnica confirmatória quando a análise qualitativa (confirmação da identidade química) é também necessária. Dentre as várias opções existentes no momento, a espectrometria de massas (ms) é a técnica que melhor fornece as informações estruturais necessárias.

O acoplamento entre estas duas técnicas dá origem a uma ferramenta analítica versátil e de grande potencial na análise qualitativa e quantitativa: a LC/MS (cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas). O presente artigo, segundo de uma série sobre o tema, apresenta de forma crítica e detalhada a escolha do analisar de massas para LC-MS(MS).

Palavras-chave Cromatografia líquida; HPLC; CLAE; Espectrometria de massas; LC-MS/MS.

Modern liquid chromatography and mass spectrometry: Finaly compatible? II. Selecting the mass analyzer Abstract High Performance Liquid Chromatography (HPLC) is one of the most utilized analytical techniques for determination of nonvolatile and thermally unstable compounds. Although being an excellent separation technique, HPLC requires a confirmatory technique when qualitative analysis is being performed. Amongst the several available complimentary techniques, Mass Spectrometry is the one that supplies the structural information required to complement the HPLC separation; by coupling these two techniques, a powerful tool become available for qualitative and quantitative analysis: LC/MS (Liquid Chromatography-Mass Spectrometry). This paper, the second one in a series, presents a critical and detailed discussion on the proper selection of the ion analyzer for LC-MS(MS).

Keywords Liquid Chromatography; HPLC; CLAE; Mass Spectrometry; LC/MS.

Lanças FM

1 Introdução Em um artigo anterior desta série[1], o autor descreveu os principais aspectos envolvidos no acoplamento entre cromatografia líquida moderna e a espectrometria de massas (LCMS), com ênfase na instrumentação adequada para contornar as dificuldades apresentadas pela incompatibilidade entre os aspectos operacionais existentes entre essas técnicas. Neste segundo trabalho da série serão discutidos os vários aspectos práticos envolvidos na escolha do analisador de íons mais adequado para LC-MS e LC-MS/MS, a partir das necessidades requeridas pelo tipo de experimento a ser realizado e dos resultados esperados.

A Figura 1 ilustra, de forma esquemática, os principais componentes de um espectrômetro de massas típico.

A amostra a ser analisada é introduzida no espectrômetro de massas através de um inlet (dispositivo para a introdução da amostra no espectrômetro) e direcionada para a fonte de ionização. Nos estágios iniciais do desenvolvimento da técnica, a amostra era introduzida pela vaporização direta dela; com o desenvolvimento

A escolha do analisador de massas

das técnicas cromatográficas tornou-se bastante comum o uso de um cromatógrafo como fonte de introdução da amostra no MS. Nesse último caso, os picos cromatográficos gerados pela separação dos componentes da amostra são individualmente introduzidos na fonte de ionização do MS para gerar os íons a serem posteriormente separados no analisador e encaminhados para detecção e quantificação. Um software apropriado instalado em um computador efetua os cálculos, gera os espectros de massas a serem impressos e comanda as funções do e­ spectrômetro.

Dentre os principais componentes de um espectrômetro de massas (MS), o analisador de massas possui relevância particular pelo fato de ser o responsável pela seleção e/ou separação (ou ausência dela) dos íons, de acordo com a relação existente entre suas massas (m) e cargas (e), ou seja, a razão m/e de cada íon. As características de construção e operação diferem de um analisador para outro, assim como seus benefícios e limitações. Uma vez que existe hoje uma grande diversidade de analisadores de massas, a escolha do mais apropriado deve ser efetuada considerando-se a aplicação (p. ex., faixa de massas desejada), desempenho (p. ex., resolução de massas) e custo. Em função desses fatores, não existe um analisador de massas que seja ideal para todas as aplicações, conforme descrito há décadas por Brunnee[2].

Apesar dos analisadores de massas poderem ser classificados de acordo com diferentes critérios, o mais comum tem sido classificá-los com base na resolução e exatidão de massas, enfoque que será utilizado no presente trabalho.

2 Analisadores de massas

Figura 1 Esquema genérico das principais partes de um espectrômetro de massas[1].

28

O efluente da coluna de cromatografia líquida, após ser ionizado – geralmente à pressão atmosférica (API), por um dos processos descriScientia Chromatographica 2013; 5(1):27-46

A escolha do analisador de massas

tos em detalhes no artigo anterior[1] desta série (ESI, APCI ou APPI) –, é direcionado para o analisador de massas. Os analisadores de massas separam os íons de acordo com a relação existente entre suas massas e cargas (m/z) podendo usar diferentes princípios de construção e de operação. Discutem-se, a seguir, os principais aspectos dos analisadores de interesse no enfoque deste artigo. Mais detalhes a respeito, especialmente a teoria física e matemática para cada um deles, podem ser encontrados em artigo anterior desta série[1].

2.1 Analisadores de massas baseados em setores elétricos e magnéticos Nos estudos experimentais sobre a natureza dos “raios catódicos” (elétrons), J. J. Thomson aplicou campos magnéticos e elétricos a um feixe de elétrons, obtendo uma estimativa da razão m/e para esse feixe[3]. O equipamento utilizado é considerado como o precursor dos espectrômetros de massas modernos, muitos dos quais ainda utilizam os mesmos princípios, com pequenas modificações tecnológicas.

Em um espectrômetro de massas de deflexão magnética, os íons, ao deixarem a fonte, são acelerados a uma velocidade alta, passando por um setor magnético no qual um campo magnético é aplicado em direção perpendicular à da direção do movimento do íon. Quando uma aceleração é aplicada perpendicularmente à direção de movimento de um objeto qualquer, sua velocidade permanece constante e o objeto viaja em um caminho circular. Assim, o setor magnético segue um arco; o raio e o ângulo do arco variam de acordo com os detalhes de construção. Um setor magnético sozinho irá separar íons de acordo com a razão massa/carga; entretanto, a resolução nesse caso será limitada pelo fato de que os íons saindo da fonte não terão exatamente a mesma energia e, portanto, não terão

Lanças FM

exatamente a mesma velocidade. Para melhorar a resolução, adiciona-se um setor elétrico que focaliza os íons de acordo com suas energias cinéticas. O formato será o mesmo do campo magnético, ou seja, em arco, uma vez que se aplicará uma força perpendicular à direção do movimento do campo.

Nos espectrômetros denominados equipamentos “de setores”, dois tipos de princípios físicos (campos associados aos setores) são empregados: magnético (B) e elétrico (E). O movimento de um íon em um campo magnético B e as equações matemáticas que o descrevem foram discutidos em detalhes em artigo anterior[1].

A Figura 2 ilustra um espectrômetro de massas denominado de duplo foco ou duplo setor (magnético e elétrico). Espectrômetros desse tipo são capazes de operar em resoluções maiores (frequentemente acima de 10.000) na determinação de massas superiores a 15.000 Da, com exatidão de massas elevada. Na prática, esses parâmetros podem ser ampliados para valores ainda melhores, diminuindo-se a voltagem aplicada e estreitando-se as fendas. Porém, isto ocorrerá à custa de uma diminuição significativa da sensibilidade. Uma diminuição no espalhamento de íons e melhora na transmissão deles pode ser conseguida operando-se a fonte de íons em valores elevados (superiores a 8.000 V), o que cria uma dificuldade para o acoplamento LC-MS empregando electrospray (ESI) como modo de ionização, devido à formação de arco voltaico pela elevada voltagem e pelas pressões relativamente altas. Esse problema tem sido corrigido em instrumentos de geração mais atual.

Como ocorre com qualquer outro equipamento, esses instrumentos apresentam vantagens e limitações, dependendo da aplicação e dos recursos financeiros disponíveis.

As principais vantagens apresentadas pelos equipamentos que utilizam setores elétrico e magnético como analisadores de íons são a alta

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A escolha do analisador de massas

Figura 2 Esquema simplificado de um espectrômetro de massas de duplo foco ou duplo setor (elétrico, E; e magnético, B).

resolução e exatidão de massas. As principais limitações são o elevado custo e complexidade (tanto na aquisição e operação, quanto na manutenção), velocidade limitada de varredura, sensibilidade baixa quando operado em resoluções elevadas, potenciais problemas no acoplamento com LC-ESI, devido à formação de arco voltaico.

Em função dessas características, e das limitações apresentadas, esse tipo de instrumento, atualmente, é mais empregado em medidas de massas com alta resolução e em estudos básicos em MS, tais como estudos de fragmentação, do que no acoplamento LC-MS. 2.2 Analisadores de massas do tipo quadrupolo O quadrupolo é o analisador de massas mais popular no momento devido, principalmente, à sua simplicidade, preço relativamente baixo, boa linearidade em análises quantitativas, facilidade de ser entendido e operado. Apesar de usualmente utilizado com resolução baixa (tipicamente R = 1.000), esta pode ser aumentada em condições favoráveis para valores superiores a 4.000. Sua exatidão de massas encontra-se, geral30

mente, entre 0,1 e 0,2 unidades de massa atômica (u.m.a.; a.m.u.; u ou Dalton) e a faixa de massas, usualmente entre 10 e 4.000 Da. O quadrupolo é composto de quatro barras, usualmente feitas de metal, dispostas em dois pares (Figura 3). Apesar de as barras com sessão de choque hiperbólico serem mais eficientes, por questões econômicas usualmente empregam-se barras cilíndricas. Um par de barras é mantido em um potencial elétrico positivo, enquanto que o outro, a um potencial negativo. Uma combinação de corrente contínua (DC) e radiofrequência (Rf) é aplicada nas barras. O par positivo de barras atuará como um filtro para massas mais elevadas, enquanto que o par negativo age como um filtro para massas pequenas. Os quadrupolos operam a uma resolução constante (a qual depende da razão Rf/DC), mantendo a razão Rf/DC constante. Considerando-se uma dada amplitude para as voltagens Rf e DC, somente os íons que apresentarem determinada razão massa/carga (m/z), que esteja em ressonância com o campo aplicado, irão passar pelas barras do quadrupolo e serão detectados. Os demais íons que entrarem no quadrupolo terão suas traScientia Chromatographica 2013; 5(1):27-46

A escolha do analisador de massas

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Figura 3 Esquema de um espectrômetro de massas típico evidenciando as quatro barras que constituem um analisador do tipo quadrupolo.

jetórias instáveis e, como consequência, atingirão as barras e serão eliminados pela bomba de vácuo.

Mantendo constante a razão VDC/VRF, um gráfico de a x q permite definir graficamente uma linha de estabilidade dos íons. Frequentemente, a razão VDC/VRF é selecionada de maneira que uma janela de 1 Da é escolhida, resultando em uma resolução unitária em toda a faixa de massa analisada.

2.3 Analisadores de massas do tipo ion trap (aprisionadores de íons) Os analisadores do tipo ion trap (aprisionadores de íons) são também denominados de quadrupolos tridimensionais ou quadrupolos ion trap, enquanto que os quadrupolos descritos no item anterior são denominados simplesmente quadrupolos ou, alternativamente, quadrupolos lineares. Nos analisadores do tipo ion trap um eletrodo hiperbólico na forma de um anel (denominado ring electrode) é colocado entre dois eletrodos hiperbólicos denominados eletrodos end cap. Uma voltagem Rf (corrente alternada, AC), de amplitude variável V e com frequência ao redor de 1 MHz, é aplicada ao ring electrode, enquanto que os eletrodos end cap são aterrados (Figura 4). Os dois eletrodos end cap apresentam um orifício no centro; o eletrodo superior permite a passagem dos íons provenientes da fonte

Figura 4 Eletrodos que formam a parte principal de um analisador do tipo ion trap. O eletrodo central é utilizado para aprisionar os íons, enquanto os outros dois servem um para focalizar a entrada dos íons provenientes da fonte de ionização no eletrodo central e o outro para focalizar a saída dos íons em direção ao detector.

de ionização (eletrodo de entrada) e os direciona para o ring electrode, enquanto que o orifício do eletrodo de saída serve para direcionar os íons ejetados para detecção. Nesse tipo de analisador normalmente não se aplica voltagem DC (corrente direta); apenas a Rf. Tipicamente, o filamento é ligado e os íons dentro da trap (armadilha), ali formados ou nele introduzidos – com um valor de m/z acima de um limite estabelecido por V – serão aprisionados (trapped) por um tempo ao redor de 1 ms (milissegundo). O filamento é então desligado e uma varredura de V é executada para obter-se um espectro de massas.

Os íons de razão massa/carga igual a m/z serão

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Lanças FM

acelerados na direção do eixo z e ejetados pelo eletrodo end cap de saída dos íons sendo, então, detectados. As equações que descrevem o movimento dos íons do ion trap são similares às descritas para o quadrupolo linear.

Juntamente com o quadrupolo linear, o ion trap é um dos analisadores de íons mais populares no momento devido a seu custo relativamente baixo (o qual é, grosso modo, comparável ao de um quadrupolo) e pequeno tamanho, podendo ser utilizado na obtenção de analisadores que ocupam pouco espaço. Sua resolução é similar à do quadrupolo linear (unitária), podendo ser aumentada empregando-se varreduras mais lentas em uma faixa de massas menores. Nessas condições, resoluções próximas de 5.000 podem ser obtidas. As aplicações típicas desse analisador são similares àquelas do quadrupolo.

2.4 Analisadores de massas do tipo Time-of-Flight (ToF – tempo de vôo) Apesar de ser geralmente aceito que o conceito do analisar do tipo ToF foi desenvolvido por William Stephens[4,5], na Universidade da Pensilvânia (USA), em torno de 1946, foram William Wiley e I. H. McLaren, da empresa Bendix (USA), os pioneiros a desenvolverem e comercializarem um equipamento desse tipo, no final de 1955[6].

Em um sistema do tipo ToF, os íons formados na fonte de ionização são extraídos e acelerados a alta velocidade por um campo elétrico em um tubo longo (drift tube), após o qual atingem o detector. A velocidade alcançada pelo íon acelerado é proporcional à raiz quadrada de sua razão m/z – por simplicidade, assume-se ser inversamente proporcional à massa. De forma análoga, o tempo necessário para um íon atravessar o tubo será inversamente proporcional à raiz quadrada da razão m/z (também por simplicidade é comum assumir-se que é proporcional à massa), 32

A escolha do analisador de massas

uma vez que a distância entre a formação do íon e o detector é fixa (depende do comprimento do tubo).

O princípio de operação do ToF baseia-se na medida do “tempo de voo” de um íon dentro do espectrômetro de massas. Uma vez que as dimensões do tubo e a energia cinética dos íons são bem conhecidas, o cálculo da razão m/z torna-se simples[1].

O desenvolvimento de um refletor (também conhecido como espelho de íons ou espelho eletrônico) e o uso de técnicas ortogonais de introdução dos íons (o-ToF) contribuíram para a melhora da resolução, por meio de um aprimoramento no controle ou compensação do espalhamento inicial de energia, e na distribuição espacial dos íons (maiores detalhes na referência 1).

O reflectron (tipo de ToF que utiliza um refletor no tubo de voo) proposto pelo pesquisador russo Boris A. Mamyrin[7,8] utiliza um campo elétrico aplicado a uma série de grades ou eletrodos (também denominados pratos ou discos) para reverter a direção da trajetória dos íons que nele entram. Por meio desse dispositivo, os íons de mesma razão m/z chegam ao mesmo tempo no detector, ainda que apresentem diferenças em sua energia cinética.

A Figura 5 ilustra o esquema genérico de um analisador do tipo ToF com refletor. A parte a da figura mostra um íon formado na fonte sendo acelerado no tubo em direção ao detector, sem ajuda do reflectron. Na parte b da mesma figura, o reflectron é ligado, observando-se que a trajetória do íon agora será curva, a dispersão dos íons de mesma razão m/z é diminuída e a resolução aumentada, e os íons retornam ao drift tube antes de serem detectados.

Vários desenvolvimentos conduziram a refletores modernos com elevado desempenho[9-11], com considerável redução no tamanho Scientia Chromatographica 2013; 5(1):27-46

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Figura 5 Esquema simplificado de um ToF com o reflectron fora de operação (a) e em operação (b), ilustrando a curva na trajetória dos íons provocada pelo refletor.

do equipamento e melhora da focalização dos íons, sendo amplamente empregados nos analisadores do tipo ToF mais modernos[1].

mento por colisão com gás, juntamente com o reflectron, aumentaram a resolução dos atuais ToF-MS sem diminuir sua sensibilidade.

Além do uso do reflectron, outra forma de aumentar a resolução utilizando analisador do tipo ToF é com o uso de geometria ortogonal (o-ToF). Nesse sistema os íons são produzidos de forma contínua na fonte de ionização (electrospray, por exemplo), acelerados e focalizados com ajuda de lentes apropriadas. A seguir, aplica-se uma aceleração pulsada ortogonal (perpendicular) ao movimento dos íons (oa, ortogonal acelleration), os quais irão adquirir velocidades as quais são independentes das velocidades adquiridas por sua aceleração na fonte.

A Figura 6 ilustra o esquema de um ToF-MS atual de alta resolução, com aceleração ortogonal e reflectron. Os hexapolos e quadrupolos servem de guia para os íons no modo ToF, podendo ser utilizados para uma montagem em tandem (MS-MS) do tipo Q-ToF, empregando dois analisadores (quadrupolo-tempo de voo). Esses equipamentos possuem elevada resolução (no modo linear a resolução é limitada), boa sensibilidade, velocidade de varredura muito rápida (importante para picos cromatográficos estreitos).

Porém exigem eletrônica bastante sofisticada, bom controle do tempo, da energia inicial e da distribuição espacial dos íons. Sua aplicação é bastante ampla, especialmente quando alta resolução é necessária. A faixa de massas que analisa é ampla (teoricamente ilimitada mas, na prática, massas muito elevadas – muito superiores a 500.000 Da – são difíceis de serem determinadas com boa precisão e exatidão).

O desempenho do oa-ToF (ToF com aceleração ortogonal) pode ser ainda melhorado com a adição de um gás. Esse colide com os íons em um guia de vários polos (usualmente, um quadrupolo ou hexapolo operando apenas com radiofrequência – modo rf-only), diminuindo a energia (“resfriando”) dos íons antes de eles entrarem na região de aceleração ortogonal, também denominada pulser, resultando na focalização dos íons em um feixe de diâmetro menor. Na região de alto vácuo situada antes do pulser, um conjunto de lentes eletrostáticas torna o feixe de íons paralelo, minimizando problemas de divergência na direção de aceleração. A combinação desses sistemas – aceleração ortogonal e resfria-

2.4.1 Analisadores de massas baseados em transformada de Fourier (FT-MS) Apesar de existirem outros analisadores de massas para MS, os três descritos até o momento (quadrupolo, ion-trap e ToF) são, de longe, os mais empregados atualmente no acoplamento

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A escolha do analisador de massas

Figura 6 Analisador do tipo ToF com sistema de aceleração ortogonal (oa) e reflectron, podendo operar no modo LC-MS/MS na configuração Q-ToF (quadrupolo -ToF) ou no modo LC-ToF utilizando o quadrupolo apenas como filtro de massa, ao invés de analisador, ou seja, aplicando apenas radiofrequência, Rf (Rf-only mode).

LC-MS. Enquanto os dois primeiros são compactos, apresentam grande simplicidade, baixo custo e facilidade operacional, interpõem como principal limitação a baixa resolução. O ToF, por outro lado, perde para os dois analisadores nesses quesitos, mas apresenta resolução muito superior, principalmente no modo ao-TOF, característica necessária em análises que a requeiram.

Outro tipo de analisador de massas, disponibilizado para venda mais recentemente e de custo ainda acentuadamente elevado (porém com resolução igualmente superior aos três analisadores já discutidos), é o FTICR (Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance ou Ressonância Ciclotrônica de Íons com Transformada de Fourier).

O FTICR-MS, também conhecido apenas como FT-MS, por ter sido o primeiro equipamento do tipo a ser comercializado, foi desenvolvido por Mel Comisarow e Alan G. Marshall, na Universidade de British Columbia, 34

Canadá, em 1974[12]. Os fundamentos da técnica baseiam-se no uso da Ressonância de Íons em Ciclotron – Espectrometria de Massas (ICR-MS), de estudo publicado por Hipple, em 1949[13], e na existência do fenômeno bem estabelecido e conhecido do uso de Transformada de Fourier em Ressonância Magnética Nuclear (FT-NMR).

Em FTICR-MS, os íons gerados na fonte passam por uma série de estágios de diminuição de pressão em direção a um alto vácuo. Ao entrarem na cela, em que serão aprisionados (ion trap), a temperatura estará próxima ao zero absoluto e a pressão ao redor de 10–8 bar. Isso é conseguido mantendo-se a cela dentro de um supercondutor de alto campo magnético (geralmente entre 4,7 e 13 Tesla, valores esses que têm sido aumentados rapidamente), o qual é resfriado pelo emprego de nitrogênio e hélio, ambos no estado líquido. Ao passarem pelo campo magnético B, os íons terão sua trajetória descrita por um movimento circular em um plano perpendicular ao do campo Scientia Chromatographica 2013; 5(1):27-46

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(Figura 7). Os íons não são expulsos da cela graças a uma pequena voltagem (corrente contínua) aplicada aos eletrodos de aprisionamento (trapping electrodes), a qual gera um campo elétrico E perpendicular ao campo magnético B. A frequência de rotação de um íon no cíclotron (ωc) depende de sua massa (m) e carga (z). No início do experimento, nenhum sinal é observado, pois o raio do movimento é muito pequeno. Varrendo-se a radiofrequência RF pulsada pelas placas de excitação da cela, é possível excitar-se cada íon com razão m/z. Cada frequên­ cia de excitação entra em ressonância com determinado íon e o excita para órbitas maiores, onde induz uma corrente alternada entre as placas do detector (Figura 8). A corrente induzida tem a mesma frequência de ciclotron dos íon, e intensidade proporcional a seu número. Quando a frequência sai de ressonância para uma dada razão m/z, os íons retornam ao estado primitivo e outro pacote de íons com a próxima razão m/z será excitado e dessa forma o processo continua.

Para efeito prático, entretanto, consideram-se as frequências como simultâneas, resultando em

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espectros complexos da variação da frequência com o tempo. Esse sinal complexo gerado sofrerá deconvolução por meio de métodos, empregando-se Transformada de Fourier[14], resultando em espectros que apresentam a variação de intensidade em função da frequência ωc.

O FT-ICR-MS é atualmente o tipo de analisador de massas para uso acoplado com LC que apresenta a maior resolução (superior a 106, ou seja, quase ilimitada). Entretanto, seu custo ainda é elevado, possuindo uma tecnologia bastante mais complexa que os demais analisadores descritos, especialmente em relação ao alto vácuo necessário. Sua principal aplicação, no momento, é em estudos onde uma resolução extremamente elevada é necessária, ou para estudos fundamentais de fragmentação de moléculas.

Outro tipo de analisador de massas que também utiliza Transformada de Fourier (FT) é o orbitrap, cujas raízes remontam a 1923, quando Kingdon[15] propôs o princípio do aprisionamento orbital (orbital trapping). Os estudos subsequentes demonstraram que partículas carregadas podiam ser aprisionadas em cam-

Figura 7 Movimento de um íon antes e depois do processo de excitação, mostrando a órbita ciclotrônica percorrida. Em a, os íons aprisionados oscilam com amplitude térmica baixa, incoerente; em b, a excitação varre os íons em órbita eletrônica coerente; em c, um pré-amplificador e um digitalizador pegam os potenciais induzidos na cela.

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A escolha do analisador de massas

Figura 8 Esquema simplificado de um sistema FT-ICR-MS ilustrando a detecção e geração de sinal via aprisionamento de íons (ion trap) e o posterior tratamento do sinal através de Transformada de Fourier (FT) para gerar o espectro de massas.

pos eletrostáticos, mas não foi discutido como isso poderia ser utilizado em análises de massas. O posterior desenvolvimento no campo de óptica de partículas carregadas permitiu avanços importantes no aprimoramento da área de campos eletrostáticos[16]. Knight, em 1981, relatou os resultados de análises de massas efetuados através da aplicação de excitação ressonante axial a íons aprisionados produzidos por laser[17]. Os resultados mostraram que o eventual uso dessa ideia para produzir analisadores de íons iria requerer desenvolvimentos em praticamente todas as áreas, desde o campo aplicado até o sistema de detecção dos íons.

Esses avanços, que possibilitaram o desenvolvimento do orbitrap a um estágio de analisador de íons de alta resolução comercialmente disponível para espectrometria de massas a partir de 2005, ocorreram a partir dos trabalhos pioneiros de Makarov[18,19].

A Figura 9 ilustra o analisador de massas orbitrap, o qual consiste de um eletrodo externo similar a uma barra (a) e um eletrodo central (b) ao longo 36

Figura 9 Desenho esquemático de um analisador de massas do tipo orbitrap; a, eletrodo externo em forma de barra; b, eletrodo central; r, z são coordenadas cilíndricas.

do eixo. O formato construtivo desses eletrodos permite produzir um potencial U dado por: k r2  k  r  2 U (r , z ) =  z 2 −  + ⋅ ( Rm) ⋅ ln   + C (1) 2 2 2  Rm 

onde r, z são as coordenadas cilíndricas (z = 0, sendo o plano de simetria do campo), C é uma constante, k é a curvatura do campo, Rm é caracScientia Chromatographica 2013; 5(1):27-46

A escolha do analisador de massas

terístico do raio. Nesse trap, trajetórias estáveis combinam rotação ao longo do eletrodo central com oscilações ao longo do eixo, resultando em uma espiral bastante complexa, como proposto por Makarov[18,19]. As frequências de oscilação podem ser detectadas através da medida da corrente nos eletrodos externos do orbitrap[18, 20-26].

Isso é seguido por uma Transformada de Fourier rápida para converter o sinal do domínio do tempo para um espectro massa-carga (m/z), de maneira similar ao que ocorre com o FT-ICR descrito anteriormente[1].

3 Resolução em espectrometria de massas Em cromatografia, a resolução (Rs) para um par de espécies químicas é usualmente definida como Rs =

t R 2 − t R1

(w

b2

+ wb1

) 2 (2)

onde tR2 é o tempo de retenção da espécie mais retida e tR1 o tempo de retenção da menos retida; wb2 e wb1 representam a largura da base das duas espécies, respectivamente. Como a diferença tR2 – tR1 representa a diferença entre o tempo de retenção da espécie 2 e o da espécie 1, é comum usar-se ∆tR para representa-la; como a largura na base de dois picos adjacentes possui praticamente o mesmo valor, wb2 + wb1 costuma ser representado por 2wb2. Substituindo-se esses valores na Equação 2, temos: Rs =

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picos e menor a largura na base deles, maior será a resolução e melhor a separação entre as espécies em análise.

Em espectrometria de massas a resolução para um par de íons pode ser definida de maneira similar à utilizada para as técnicas cromatográficas. Nesse caso é comum indicar-se a que percentagem da altura do pico, a partir da linha de base, a largura é medida. A Figura 10 ilustra medidas a partir de 5% e a partir de 10% da altura do pico, valores comumente adotados para esse tipo de medida.

Na Figura 10 dizemos que a resolução a 10% do vale será, por exemplo, 10.000 se o pico de massa 10.000 se separar do pico de massa 10.001 com uma sobreposição (ou um vale sem resolução entre os picos) igual a 10% da altura dos picos de altura equivalente. De maneira geral, afirma-se que a resolução será igual a M, medida em um vale de 10%, quando um pico de massa M separar-se de outro de massa M+1 com uma sobreposição de 10%. Para esse tipo de determinação são usados dois picos de massas subsequentes e de alturas similares.

∆t ∆t = (3) 2wb2 2 wb2

Ou seja, a resolução cromatográfica é dada pela relação entre ∆t (diferença dos tempos de retenção das duas espécies) e a largura na base delas. Assim, quanto maior a distância entre os

Figura 10 Medida da largura de um íon (∆m) em espectrometria de massas, efetuada a 5% e a 10% da sua altura.

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):27-46 37

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A escolha do analisador de massas

Uma forma equivalente, e muitas vezes mais simples, de determinar a resolução é efetuar a medida em apenas um pico, podendo a medida ser efetuada a 5%, 10% ou 50% de sua altura (exemplo a 50% na Figura 11).

No exemplo da Figura 11, a resolução será dada pela relação entre a massa M do íon usado na medida e ∆M, a largura do pico a uma dada altura, a qual deve ser especificada. Ou seja, R=

M (4) ∆M

Supondo que o valor da massa do íon da Figura 11 é 10.000 (M = 10.000) e que a largura medida a 50% da altura do pico seja 1 (∆M = 1), a resolução nesse caso será: R=

M 10.000 = = 10.000 (5) 1 ∆M

Quando a medida de ∆M é efetuada na metade da altura do pico (50%), a resolução tem sido também especificada como FWHM (Full Width at Half Maximum), ou seja, largura total medida na metade da altura. Essa definição tem sido bastante empregada atualmente, especialmente pelos fabricantes de equipamentos, sendo uma tendência a ser seguida para a determinação de resolução de espectrômetros de massas mais atuais.

Além dessas definições, mais comuns, existem algumas outras empregadas para a resolução, como a proposta por Karpas[27] e também por Sparkman[28], segundo os quais a resolução pode ser dada apenas pela diferença de massas entre os íons empregados na medida. Nesse caso, R = ∆m = m2 – m1 (6)

Imaginando que o analisador separa um íon de m/z 101 do m/z 100, a resolução será: R = m2 – m1 = 101 – 100 = 1 (7)

Esse analisador teria resolução 1, também denominada de resolução unitária (típica dos quadrupolos mais antigos). Deve ser notado que, nesse caso, quanto menor a resolução, menor a separação das espécies, enquanto que, pela definição anterior, quanto maior a resolução, melhor a separação.

Qualquer que seja a definição adotada, essa deve ser informada, assim como as condições experimentais utilizadas na determinação, principalmente a razão m/z do(s) íon(s) envolvido(s).

Outro conceito similar ao da resolução[27,28] e que tem sido amplamente utilizado, especialmente para especificação dos instrumentos pelos fabricantes, é o poder de resolução (Rp), dado por: R=

M (4) ∆M

M representa a massa e ∆m a largura do pico empregado na medida. Deve ser especificado em que altura do pico a medida é realizada (geralmente isso é efetuado a 50% da altura, ou seja, FWHM).

Figura 11 Determinação da resolução empregando apenas um pico, sendo a largura ∆m medida a 50% de sua altura (FWHM).

38

Apesar de tanto o conceito de resolução quanto o de poder de resolução serem empregados em espectrometria de massas, é importante não confundi-los, pois numericamente são difeScientia Chromatographica 2013; 5(1):27-46

A escolha do analisador de massas

Lanças FM

rentes. O poder de resolução é usualmente um número grande e bastante utilizado como um parâmetro para medir o desempenho de um equipamento[29]. A Tabela 1 ilustra o poder de resolução de alguns analisadores de massas mais comuns.

Publicações mais antigas – décadas de 1920 a 1940 – envolvendo alguns dos pioneiros da espectrometria de massas como Aston, Nier, Dempster, dentre outros, empregavam R como sendo o poder de resolução. Isso originou confusão entre os usuários da técnica durante muitos anos[30], fazendo com que a ASMS (American Society for Mass Spectrometry) e a IUPAC (International Union for Pure and Applied Chemistry) se envolvessem na discussão dessa terminologia. Em 2013, a IUPAC elaborou um documento de recomendação a respeito das definições e terminologia em espectrometria de massas[31].

De acordo com esta sugestão recente da IUPAC[31], a Resolução (R) em espectrometria de massas deve ser expressa como m/∆m, onde m é a massa do íon de interesse, ∆m é sua largura (definida usando-se a largura do pico) ou o espaço entre dois picos de igual intensidade, com um vale entre eles inferior a 10% de sua altura (definido usando-se um vale de 10%). O Poder Tabela 1 Valores típicos do poder de resolução (FWHM) de alguns analisadores de íons mais comuns comercialmente disponíveis.

Tipo de analisador FT-ICR-MS FT-Orbitrap Oa-ToF

Poder de resolução (FWHM) típico* > 1.000.000 > 100.000 40.000-60.000

Quadrupolo/Ion Trap**

10.000

Quadrupolo/Ion Trap

1.000

*Variam de acordo com a marca, modelo e atualização; **Operando no modo ultrazoom.

de Resolução (Rp) em espectrometria de massas é definido nesse documento como a habilidade de um instrumento ou procedimento de medida distinguir entre dois picos com valores m/z diferindo por uma pequena quantidade e expresso como a largura do pico em unidades de massa. A IUPAC ainda define, no mesmo documento[31], poder de resolução de massas como sendo m/∆m, de forma similar à sua definição para resolução de massas. Embora não signifiquem a mesma coisa, e nem tenham o mesmo valor numérico, é muito comum empregar-se Resolução (R) e Poder de Resolução (Rp) como sinônimos em espectrometria de massas[32].

A resolução em instrumentos do tipo setor magnético usualmente é definida com base em um vale de 10%, que define ∆m como a diferença de massas entre dois picos resolvidos com um vale de 10% entre eles[32]. As demais definições de resolução, usualmente, são medidas em um único pico ao invés de entre dois picos.

No caso de analisadores do tipo quadrupolo, ToF, Orbitrap e FTICR, a definição empregando ∆m medido na metade da altura do pico (FWHM) é, usualmente, preferida. Entretanto, o valor mínimo de resolução quando se emprega FWHM é maior do que o valor obtido usando largura a 5% da altura ou então um vale de 10% (usualmente o dobro ou mais). Uma resolução de 30.000 obtida empregando-se FWHM é aproximadamente equivalente à resolução de 15.000 obtida empregando-se no cálculo a definição de um vale de 10%.

Outro fator a ser considerado é que a resolução instrumental pode variar de acordo com a massa do íon. Em geral, nos casos dos quadrupolos, o valor aumenta linearmente com o aumento da massa e, no caso de ToF e instrumentos de duplo foco, o poder de resolução é mantido constante; no caso de FTICR e Orbitrap, ela diminui

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):27-46 39

Lanças FM

com o aumento da massa (no caso de FTICR, linearmente, e, no caso do Orbitrap, em função do quadrado da massa).

Assim, é importante, ao comparar-se a resolução de equipamentos de espectrometria de massas, levar em consideração vários fatores, inclusive se a medida é da Resolução de massas, do Poder de Resolução em espectrometria de massas ou do Poder de Resolução de massas.

Além disso, deve-se definir claramente o critério utilizado (FWHM, largura a 5% da altura ou vale de 10%, por exemplo). Somente levando-se em consideração os vários fatores que interferem na determinação da resolução torna-se possível a comparação entre dois diferentes analisadores de íons.

A escolha do analisador de massas

A fim de estabelecer um padrão de massas em uma escala atômica, geralmente denominada massa atômica ou peso atômico, foi escolhido o elemento químico carbono (geralmente referido como C-12) como padrão das massas. Nessa escala, uma unidade de massa atômica equivale a 1/12 do 12C, ou seja, dividindo-se o átomo de carbono, assumindo-se apenas o isótopo 12 desse elemento, cada fração representa uma unidade de massa atômica (Figura 13).

De acordo com essa proposta, o elemento químico sódio, representado normalmente em química como 23Na (ou seja, de massa atô-

4 Exatidão de massas Os elementos químicos são formados por isótopos, ou seja, entidades químicas que possuem o mesmo número de prótons (mesmo número atômico, representado por Z), porém diferentes números de nêutrons (e, portanto, diferentes massas atômicas, representadas por A). O elemento químico carbono, por exemplo, geralmente representado por 126C é formado por três isótopos, todos com o mesmo número atômico – ou seja, com 6 prótons em seu núcleo – porém com diferentes números de nêutrons, resultando em diferentes números de massas: 12, 13, 14. O isótopo mais estável e mais abundante, com A = 12, apresenta 6 prótons e 6 nêutrons; o de massa intermediária, A = 13, apresenta 6 prótons e 7 nêutrons; e o mais pesado, com A = 14, é instável e pouco abundante (devido ao número maior de nêutrons, o núcleo desse isótopo é instável, sendo radioativo). A Figura 12 ilustra a representação típica desses isótopos.

40

Figura 12 Isótopos do elemento químico carbono.

Os isótopos 12 e 13 são estáveis e de grande utilidade em espectrometria de massas em geral, enquanto que o isótopo 14 é radioativo, pouco abundante e mais empregado em outras áreas.

Figura 13 Definição da unidade de massa atômica (a.m.u., u.m.a. ou u.) como sendo 1/12 do isotópo 12 do carbono (C-12).

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A escolha do analisador de massas

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mica 23) será 23 vezes mais pesado do que a unidade de massa atômica, ou seja, do que 1/12 do isótopo 12 do carbono.

massa molecular média (MW). Seja uma molécula constituída por 60 átomos de carbono, 122 de hidrogênio, 20 de nitrogênio, 16 de oxigênio e 2 de enxofre (C60H122N20O16S2). A massa molecular (massa nominal) será obtida multiplicando-se o número de átomos de cada elemento pela massa integral do isótopo mais abundante e somando-se as contribuições de cada um (Tabela 3).

A Tabela 2 ilustra a composição isotópica dos principais elementos químicos de interesse em espectrometria de massas e a abundância relativa das massas na formação dos elementos químicos.

De acordo com esse raciocínio, a massa nominal dessa molécula, considerando-se apenas a massa inteira dos isótopos mais abundantes dos elementos que a compõem será 1.442.

Entretanto, a massa monoisotópica, considerando-se a massa exata (e não a massa inteira) dos isótopos mais abundantes será 1.442,8788; e a massa molecular média, considerando-se a média ponderada dos isótopos, será 1.443,8857.

A massa monoisotópica ou massa exata é calculada considerando-se as massas disponíveis dos isótopos e, por isso, deveria ser denominada massa exata calculada (calculated exact

Assim, o elemento químico hidrogênio (H) é formado por 3 isótopos, sendo 1H (abundância 99,985%) e 2H (abundância 0,015%) estáveis e o 3 H radioativo e muito pouco abundante, de ocorrência considerada até o momento como próxima de zero e, consequentemente, irrelevante para a espectrometria de massas. Dessa forma, a massa atômica do elemento químico hidrogênio levará em conta a massa de cada isótopo e sua abundância isotópica, resultando em valores fracionários e não inteiros como usualmente.

Conforme discutido por Siuzdak[33], o espectro de massas mede massas isotópicas e não

Tabela 2 Composição isotópica dos principais elementos químicos de interesse em espectrometria de massas (apenas os isótopos estáveis estão listados)[34].

Elemento

Isótopo A

Isótopo A+1**

Isótopo A+2**

Massa

%*

Massa

%

Massa

%

H

1

100

2

0,015

**

**

C

12

100

13

1,1

**

**

N

14

100

15

0,37

**

**

O

16

100

17

0,04

18

0,20

F

19

100

**

**

**

**

Si

28

100

29

5,1

30

3,4

P

31

100

**

**

**

**

S

32

100

33

0,80

34

4,4

Cl

35

100

**

**

37

32,5

Br

79

100

**

**

81

98.0

I

127

100

**

**

**

**

*Por convenção, os espectros de massas são normalizados de forma que o pico mais intenso tenha uma abundância de 100% e as abundâncias dos demais sejam calculadas em relação à abundância dele; **Alguns elementos químicos não possuem isótopos mais pesados (A+1 ou A+2).

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):27-46 41

Lanças FM

A escolha do analisador de massas

Tabela 3 Cálculo da massa molecular (massa nominal) de uma molécula de fórmula C60H122N20O16S2*.

Elemento

Número de átomos na molécula

Massa do isótopo mais estável

Total

C

60

12

720

H

122

1

122

N

20

14

280

O

16

16

256

S

2

32

64

Massa nominal:

1.442

*Adaptado de Wang et al.

.

[11]

mass). Isto evitaria a enorme confusão existente na literatura com o termo massa acurada (accurate mass), referente à relação massa/carga, m/z, medida experimentalmente em um espectrômetro de massas, usualmente com aproximação de três ou quatro casas decimais, e que seria melhor denominado pela expressão massa exata medida (measured exact mass). Como na língua portuguesa o termo acurácia (accuracy) praticamente não é empregado*, o termo exatidão (exact) tem sido usado em seu lugar, gerando alguma confusão. O emprego dos termos massa exata calculada (calculated exact mass) para o cálculo de massas a partir dos valores conhecidos das massas dos isótopos de cada elemento e dos termos massa exata medida (measured exact mass) para a massa determinada experimentalmente minimizaria as confusões da terminologia, principalmente na língua portuguesa.

* De acordo com Carlos Rocha (http://www.ciberduvidas. com, acessado em: 20 ago de 2013] “acurácia é, de fato, um termo decalcado do inglês accuracy, sendo aplicado nos domínios da física e da matemática (Grande Dicionário da Língua Portuguesa, 2004). Trata-se de um estrangeirismo que pode ser subtituído por exatidão. Curiosamente, a palavra inglesa accurate tem origem latina e é a base da formação do substantivo accuracy. Enquanto em inglês essas palavras são comuns, o mesmo não se passa em português”.

42

Alternativamente, poder-se-ia utilizar o termo massa acurada (accurate mass) para a quantidade experimentalmente determinada e massa exata (exact mass) para a calculada, simplificando a terminologia e evitando-se confusões desnecessárias.

Durante anos, a espectrometria de massas se referiu à massa nominal de uma molécula como sendo seu peso molecular (molecular weight). A partir do emprego dessa técnica na análise de moléculas maiores que 500 u (ou u.m.a., unidades de massa atômica, à vezes também referida como Dalton, Da), o conceito de defeito de massa se tornou importante[35].

O defeito de massa é definido como a diferença entre a massa inteira e a massa exata de um átomo, molécula, íon ou radical. No caso do átomo de hidrogênio, por exemplo, o defeito de massa de 0,007825 u pode ser significativo para moléculas grandes. No caso de um alcano C50H102, a massa nominal do íon molecular será 702 u mas, devido ao defeito de massa do átomo de hidrogênio, a massa exata do íon será 702,7982 u, o que será observado em m/z 703 em um espectrômetro de massas de resolução unitária (quadrupolos, por exemplo). Isso significa que nesse caso a massa nominal (702 u) e a massa inteira do mesmo íon (703 u) serão diferentes[35].

5 Importância da resolução e das massas exatas A acurácia de massas é um parâmetro importante de um espectrômetro de massas e determina a especificidade da medida de massa efetuada[36]. A definição mais comumente empregada atualmente para acurácia de massas leva em consideração a diferença entre a massa exata (teórica) e a massa medida (acurada) em relação à massa teórica, expressa em ppm (partes por Scientia Chromatographica 2013; 5(1):27-46

A escolha do analisador de massas

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milhão). Entretanto, como essa é uma unidade relativa, pode variar significativamente com a massa do íon em análise.

O cálculo do erro (definido como a diferença entre o valor medido e o valor teórico) ou acurácia é usualmente efetuado da seguinte forma: • em Dalton (Da ) : ∆mi = (mi − ma ) • em mili Dalton (mDa ) : ∆mi = (mi − ma ) × 103 • em ppm : ∆m = ( i

mi − ma ) ma

× 106

onde ∆mi é o erro determinado, podendo ser expresso em ppm (partes por milhão); Da, Dalton; mDa, mili Dalton ou milésima parte de um Dalton; mi, a massa exata do íon; e ma, a massa medida.

Para um íon de massa exata 1.000 e massa medida 1.000,0025, a diferença de massa ∆mi será a seguinte nas diferentes unidades: • em ppm: (1.000 – 1.0025)/106 = 2,5 ppm; • em Da:0,0025 Da; • em mDa:2,5 mDa.

Para um outro íon de massa exata 500 e massa medida 500,0025, a diferença de massa será: • em ppm:(500 – 500,0025)/106 = 5 ppm; • em Da:0,0025 Da; • em mDa:2,5 mDa.

Portanto, em ambos os casos, o erro determinado será o mesmo em Da ou em mDa, porém diferente empregando-se ppm como

unidade relativa de medida do erro. Portanto, como a acurácia de massas em ppm trata de uma unidade relativa e sujeita a variações de acordo com a massa do íon em questão, é preferível o emprego da acurácia de massas em mDa, que reflete a medida absoluta do desempenho do equipamento.

A Tabela 4 ilustra um exemplo da determinação da acurácia da medida de um íon de massa exata 400 empregando as duas formas de expressão (ppm e mDa). Observa-se que tanto valores positivos quanto negativos podem ser obtidos, dependendo do valor experimentalmente medido ser inferior ou superior ao valor teórico calculado. Nota-se, também, que a terceira medida apresenta um erro numérico superior às outras duas.

Quanto menor o valor do erro de massas medido, ou a inacurácia da medida, mais o resultado experimental obtido se aproximará do valor teórico esperado e, portanto, mais segura será a determinação da identidade da espécie em análise. Para a obtenção de boa acurácia na determinação das massas geralmente é necessário um espectrômetro de massas de alta resolução, pois interferentes da amostra em análise podem comprometer a acurácia das medidas efetuadas[37,38].

Apesar de valores de erros da ordem de 5 ppm serem usualmente aceitos na determinação de uma composição elemental definitiva, equipamentos mais modernos, empregando analisado-

Tabela 4 Exemplo dos valores de acurácia envolvidos na determinação experimental de um íon de massa exata 400 empregando as unidades ppm, mDa e Da. Medida

Valor exato (teórico)

Valor medido (experimental)

∆m(Da)

∆m(mDa)

∆m(ppm)

1

400,0000

400,0013

0,0013

1,3

3,3

2

400,0000

399,9987

–0,0013

–1,3

–3,3

3

400,0000

400,0072

0,0072

7,2

18

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):27-46 43

Lanças FM

res de massas de alta (ToF) e altíssima resolução (FT-MS), apresentam rotineiramente erros inferiores a esse valor.

6 Conclusões Neste artigo, segundo de uma série a respeito do acoplamento entre cromatografia líquida e espectrometria de massas (LC-MS), o foco foi o analisador de massas, que é responsável pela resolução de massas do sistema. Quando o objetivo da análise por LC-MS é a identificação da espécie eluida do sistema HPLC pelo MS, esse último deve apresentar a maior acurácia (menor erro) possível na medida das massas. Idealmente, erros ao redor de 2 ppm ou menos são desejáveis na atualidade com os equipamentos comercialmente disponíveis. Considerando-se a complexidade das amostras usualmente analisadas por LC-MS(/MS), inclusive resíduos de drogas veterinárias em tecidos, leite, ovos, mel e outras matrizes; resíduos de pesticidas em verduras, legumes e frutas; petrolômica, proteômica; metabolômica; lipodômica; glicoproteômica; e outras áreas[39-48], a acurácia desejada requer o uso de espectrômetros de massas de alta resolução, ou seja, daqueles que possuem analisadores de massas de alta resolução (como o ToF) ou altíssima resolução, nos parâmetros atuais, como o FT-Orbitrap e o FT-ICR. Debates em andamento na área de segurança alimentar (por exemplo, na análise de resíduos e contaminantes em alimentos de origem animal e vegetal), especialmente na Comunidade Européia (CE), sugerem para o futuro próximo a adoção da espectrometria de massas de alta resolução como padrão para a geração de dados por laboratórios acreditados/credenciados/recomendados por ela nessa área. A discussão apenas começou, mas promete muito.

44

A escolha do analisador de massas

Agradecimentos O autor agradece ao CNPq, à FAPESP e à FINEP/MAPA/MCT pelo apoio às pesquisas desenvolvidas no laboratório sob sua ­coordenação.

Referências 1

Lanças FM. A Cromatografia Líquida Moderna e a Espectrometria de Massas: finalmente “compatíveis”?

Scientia Chromatographica 2009; 1(2): 35-61.

2

Brunnee C. The ideal mass analyzer: Fact or fiction? International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes 1987; 76:125-237. http://dx.doi. org/10.1016/0168-1176(87)80030-7

3

Thomson JJ. 20(6):752‑67.

4

Stephens WE. Physical Review 1946; 69:691.

5

Stephens WE. Bulletin of the American Physical Society 1946; 21:22.

6

Studt T. Chromatography Techniques. 2008.

7

Mamyrin BA, Karataev VI, Shmikk DV, Zagulin VA. The mass-reflectron, a new nonmagnetic time-offlight mass spectrometer with high resolution. Soviet Physics - JETP 1973; 37:45.

8

Mamyrin BA. Time-of-flight mass spectrometry (concepts, achievements, and prospects). International Journal of Mass Spectrometry2001; 206(3):251-266. http://dx.doi.org/10.1016/S1387-3806(00)00392-4

9

Cotter R. The curved-field reflectron: PSD and CID without scanning, stepping or lifting. International Journal of Mass Spectrometry 2005; 240:169. http:// dx.doi.org/10.1016/j.ijms.2004.09.022

Philosophical

Magazine

1911;

10 Flensburg J, Haid D, Blomberg J, Bielawski J,

Ivansson D. Journal of Biochemical and Biophysical Methods 2004; 60(3):319-34. PMid:15345299.

11 Wang T-I, Chu C-W, Hung H-M, Kuo G-S, Han C-C.

Design parameters of dual‐stage ion reflectrons.

Review of Scientific Instruments 1994; 65:1585. http:// dx.doi.org/10.1063/1.1144896 12 Comisarow MB, Marshall AG. Fourier transform

ion cyclotron resonance spectroscopy. Chemical Physics Letters 1974; 25:282-3. http://dx.doi. org/10.1016/0009-2614(74)89137-2 13 Hipple JA, Sommer H, Thomas HA. A Precise Method

of Determining the Faraday by Magnetic Resonance.

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):27-46

A escolha do analisador de massas

Lanças FM

Physical Review, 1949; 76:1877-8. http://dx.doi. org/10.1103/PhysRev.76.1877.2

Proteomics 2005; 4:2010-2021. PMid:16249172. http:// dx.doi.org/10.1074/mcp.T500030-MCP200

14 Marshall AG. Milestones in fourier transform ion

26 Olsen JV, Macek B, Lange O, Makarov A, Horning

cyclotron resonance mass spectrometry technique development. International Journal of Mass Spectrometry 2000; 200:331-356. http://dx.doi. org/10.1016/S1387-3806(00)00324-9

S, Mann M. Higher-energy C-trap dissociation for peptide modification analysis.

Nature Methods 2007; 4:709-712. PMid:17721543. http:// dx.doi.org/10.1038/nmeth1060

15 Kingdon KH. A Method for the Neutralization of

27 Eiceman G A, Karpas Z. Ion mobility spectrometry.

Electron Space Charge by Positive Ionization at Very Low Gas Pressures. Physical Review 1923; 21(4):40818. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.21.408 16 Korsunskii MI, Basakutsa VA. Soviet Physics - Technical

Physics 1958; 3:1396.

17 Knight RD. Storage of ions from laser‐produced

plasmas. Applied Physics Letters 1981; 38:221-4. http:// dx.doi.org/10.1063/1.92315 18 Makarov A. Electrostatic axially harmonic orbital

trapping: a high-performance technique of mass analysis. Analytical Chemistry 2000; 72:1156-1162.

PMid:10740853. http://dx.doi.org/10.1021/ac991131p 19 Makarov A. Mass Spectrometer. Patent no. US 5886346;

March 23 1999.

20 Makarov A, Denisov E, Kholomeev A, Balschun W,

Lange O, Strupat K, et al. Performance evaluation of a hybrid linear ion trap/orbitrap mass spectrometer.

Analytical Chemistry 2006; 78:2113-2120.

PMid:16579588. http://dx.doi.org/10.1021/ac0518811 21 Makarov A, Denisov E, Lange O, Horning S. Dynamic

range of mass accuracy in LTQ Orbitrap hybrid mass spectrometer. Journal of the American Society for Mass Spectrometry 2006; 17:977-982. PMid:16750636. http://dx.doi.org/10.1016/j.jasms.2006.03.006 22 Scigelova

M, Makarov A. Orbitrap mass analyzer - overview and applications in proteomics.

Proteomics 2006; 6:16-21. PMid:17031791. http:// dx.doi.org/10.1002/pmic.200600528

23 Hu Q, Noll RJ, Li H, Makarov A, Hardman M, Cooks

RG. The Orbitrap: a new mass spectrometer. Journal of Mass Spectrometry 2005; 40:430-443. PMid:15838939. http://dx.doi.org/10.1002/jms.856 24 Perry RH, Cooks RG, Noll RJ. Orbitrap mass

spectrometry: instrumentation, ion motion and applications. Mass Spectrometry Reviews 2008; 27:661699. PMid:18683895. http://dx.doi.org/10.1002/ mas.20186

Boca Raton: CRC Press; 2005. org/10.1201/9781420038972

http://dx.doi.

28 Sparkman DO. Mass Spectrometry Desk Reference.

Pittsburgh: Global View Pub, 2006.

29 Fiehn laboratory. [cited 2013 Jan 20]. Available from:

http://fiehnlab.ucdavis.edu/Seven_Golden_Rules/ Mass_Resolution.

30 School of Chemistry and Biochemistry. [cited 2013

Feb. 12]. Available from: http:ww2.chemistry.gatech. edu/~bostwick/stms/resolve.txt.

31 Murray KK, Boyd RK, Eberlin MN, Langley GJ,

Li L, Naito Y. Definitions of terms relating to mass spectrometry (IUPAC Recommendations 2013). Pure and Applied Chemistry 2013; 85:1515-1609. http:// dx.doi.org/10.1351/PAC-REC-06-04-06 32 Kellman M, Wieghaus A, Muenster H, Taylor L, Glosh

D. Current Trends in Mass Spectrometry 2009; 38-43.

33 Siuzdak G. The Expanding Role of Mass Spectrometry

in Biotechnology. 2nd ed. MCC Press; 2006.

34 McLafferty FW, Turecek F. Interpretation of Mass

Spectra. 4th ed. Sausalito: University Science Books, 1993.

35 Sparkman D. Confusion Resulting from Molecular

Weight and the Nominal Mass. MS Solutions 2012; 8.

36 Brenton

AG, Godfrey AR. Accurate mass measurement: terminology and treatment of data. Journal of the American Society for Mass Spectrometry 2010; 21:1821-1835. PMid:20650651. http://dx.doi.org/10.1016/j.jasms.2010.06.006

37 Webb K, Bristow ATW, Sargent M, Stein BK. Best

Practice Guide: Methodology for Accurate Mass Measurement of Small Molecules. London: LGC Ltd.; 2004.

38 Barwick V, Langley JG, Mallet AI, Stein BK, Webb

K. Best Practice Guide for Generating Mass Spectra.

London: LGC Ltd.; 2006. PMCid:PMC1636678.

25 Olsen JV, Godoy LM, Li G, Macek B, Mortensen

39 Bateman K, Castro-Perez J, Wrona M, Shockor JP, Yu

P, Pesch R, et al. Parts per million mass accuracy on an Orbitrap mass spectrometer via lock mass injection into a C-trap. Molecular & Cellular

K, Oballa R, et al. MSE with mass defect filtering for in vitro and in vivo metabolite identification. Rapid Communications in Mass Spectrometry 2007; 21:1485-

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):27-46 45

Lanças FM

A escolha do analisador de massas

http://dx.doi.org/10.1002/

Disposition 2006; 34:1722-33. PMid:16815965. http:// dx.doi.org/10.1124/dmd.106.009241

40 Tiller PR, Yu S, Bateman K, Castro-Perez J, Mcintosh

44 Zhang H, Zhu M, Ray KL, Ma L, Zhang D. Mass

I.S, Kuo Y, et al. Fractional mass filtering as a means to assess circulating metabolites in early human clinical studies. Rapid Communications in Mass Spectrometry 2008; 22:3510-3516. PMid:18853407. http://dx.doi.org/10.1002/rcm.3758

defect profiles of biological matrices and the general applicability of mass defect filtering for metabolite detection. Rapid Communications in Mass Spectrometry 2008; 22:2082-8. PMid:18512844. http:// dx.doi.org/10.1002/rcm.3585

1496. PMid:17394128. rcm.2996

41 Tiller PR, Yu S, Castro-Perez J, Filgrove KL,

Baillie TA. High-throughput, accurate mass liquid chromatography/tandem mass spectrometry on a quadrupole time-of-flight system as a ‘first-line’ approach for metabolite identification studies. Rapid Communications in Mass Spectrometry 2008; 22:10531061. PMid:18327855. http://dx.doi.org/10.1002/ rcm.3472 42 Zhang H, Zhang D, Ray K, Zhu M. Mass defect filter

45 Chowdhury

SK, editor. Identification and Quantification of Drugs, Metabolites and Metabolizing Enzymes by LC-MS. In: Progress in Pharmaceutical and Biomedical Analysis; 2005; Amsterdam. Amsterdam: Elsevier; 2005. v. 6. PMCid:PMC1389856.

46 Staack RF, Hopfgartner G. New analytical strategies in

studying drug metabolism. Analytical and Bioanalytical Chemistry 2007; 388:1365-80. PMid:17583803. http:// dx.doi.org/10.1007/s00216-007-1367-z

technique and its applications to drug metabolite identification by high-resolution mass spectrometry.

Journal of Mass Spectrometry 2009; 44:999-1016.

PMid:19598168. http://dx.doi.org/10.1002/jms.1610

47 Prakash C, Shaffer CL, Nedderman A. Analytical

43 Zhu M, Li M, Zhang D, Ray K, Zhao W, Humphreys

48 Ma S, Subramanian R. Detecting and characterizing

WG, et al. Detection and Characterization of Metabolites in Biological Matrices Using Mass Defect Filtering of Liquid Chromatography/High Resolution Mass Spectrometry Data. Drug Metabolism and

strategies for identifying drug metabolites.

Mass Spectrometry Reviews 2007; 26:340-69.

PMid:17405144. http://dx.doi.org/10.1002/mas.20128 reactive metabolites by liquid chromatography/ tandem mass spectrometry. Journal of Mass Spectrometry 2006; 41:1121-39. PMid:16967439. http://dx.doi.org/10.1002/jms.1098

Recebido: 15/02/2013 Aceito: 06/03/2013

46

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):27-46

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):47-65 Instituto Internacional de Cromatografia http://dx.doi.org/10.4322/sc.2013.006

CROMATOGRAFIA GASOSA

ISSN 1984-4433

Caracterização de fenóis no bio-óleo da pirólise de caroço de pêssego por GC/MS e GC×GC/TOFMS Marcelo Vieira Migliorini1, Maria Silvana Aranda Moraes1, Maria Elisabete Machado1, Elina Bastos Caramão1,2* 1

Laboratório de Química Analítica Ambiental e Oleoquímica, Instituto de Química, Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS, Av. Bento Gonçalves, 9500, Agronomia, Cep 91501-970, Porto Alegre, RS, Brasil 2 Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Energia e Ambiente – INCT E&A, Salvador, BA, Brazil e-mail: elina@ufrgs.br

Resumo Neste trabalho analisou-se o bio-óleo produzido pela pirólise de caroços de pêssego usando 1D-GC/qMS (cromatografia gasosa monodimensional acoplada a espectrometria de massa quadrupolar) e GC×GC/ TOFMS (cromatografia gasosa bidimensional abrangente acoplada a espectrometria de massa por tempo de voo). Por 1D-GC/qMS foram identificados tentativamente 51 compostos e, por CG×GC/TOFMS, 207 compostos. As classes identificadas em ambas as técnicas foram alcoóis, aldeídos, anidridos, cetonas, ésteres, éteres e fenóis. Entretanto, as classes de ácidos carboxílicos, hidrocarbonetos e derivados de açúcar foram identificadas apenas na CG×GC/TOFMS, que se mostrou a técnica mais eficiente para esse tipo de análise. Os fenóis foram os compostos majoritários, tendo-se obtido uma distribuição estruturada no espaço bidimensional, o que facilitou a separação/identificação de pelo menos três subclasses de fenóis: alquil monofenóis, alquil metóxi fenóis e alquil benzenodióis. A caracterização mostrou que o bio-óleo pode ser uma fonte potencial de matéria-prima para a indústria química.

Palavras-chave Caroços de pêssego; pirólise; cromatografia gasosa monodimensional; cromatografia gasosa bidimensional abrangente.

Caracterization of phenols in bio-oil from the pyrolysis of peach core

by GC/MS e GC×GC/TOFMS Abstract In this paper it was analyzed the bio-oil produced by pyrolysis of peach endocarp using 1D-GC/qMS (onedimensional gas chromatography coupled to mass spectrometry) and GC×GC/TOFMS (comprehensive two dimensional gas chromatography coupled to time of flight mass spectrometry). Were tentatively identified 51 compounds by 1D-GC/qMS and 207 compounds by GC×GC/TOFMS. The chemical classes identified in both techniques were alcohols, aldehydes, anhydrides, ketones, esters, ethers and phenols. However, the class of carboxylic acids, hydrocarbons and sugar derivatives were identified only

Migliorini MV, Moraes MSA, Machado ME, Caramão EB

Caracterização de fenóis por GC/MS e GC×GC/TOFMS

in CG×GC/TOFMS. Phenols were the major compounds and it was obtained structured distribution in the two-dimensional space which facilitated the separation/identification of, at least, three sub-classes of phenols: alkyl monophenols, methoxyphenols and benzenediols. The characterization showed that biooil may be a potential source of raw material for the chemical industry.

Keywords Peach endocarp; pyrolysis; one-dimensional gas chromatography; comprehensive two dimensional gas chromatography.

1 Introdução O aumento da utilização de combustíveis fósseis e a escassez das reservas, têm gerado a busca por diversas alternativas para substituir essa matriz energética, dentre as quais se destaca a biomassa[1]. A biomassa pode ser obtida, a partir de resíduos ou matérias-primas provenientes da biosfera como, por exemplo, resíduos agroindustriais[2,3].

A tendência atual para a utilização da biomassa não considera o seu emprego prioritário como fonte de alimentação de fornos e caldeiras[2,3] e sim para a obtenção de substâncias químicas de grande interesse, já que provenientes de matrizes renováveis, com baixos índices de enxofre e nitrogênio[4-6].

Dentre as principais transformações da biomassa, uma metodologia bastante difundida para obtenção de compostos químicos é a pirólise[7-10], que consiste na degradação térmica da biomassa na ausência de oxigênio. A pirólise leva à obtenção de três produtos principais: uma fração sólida de carvão residual (char) e cinzas; uma fração volátil composta por gases e substâncias orgânicas de baixo peso molecular; e uma fração líquida, constituída por água condensada durante o processo e uma fase orgânica semivolátil denominada bio-óleo[11-15].

O bio-óleo é considerado uma mistura complexa de diferentes compostos contendo uma grande variedade de classes químicas[16,17] resultantes do processo de despolimerização dos principais constituintes da biomassa: a celulose, a hemicelulose e a lignina[16,18].

48

A caracterização dos compostos presentes no bio-óleo tem sido realizada por diferentes técnicas como cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa (GC/MS)[19-23], ressonância magnética nuclear (NMR)[13,18,24] e análise elementar[16]. Dentre essas técnicas, a GC/MS é a mais utilizada, porém ela apresenta algumas limitações para amostras complexas devido à coeluição de compostos, o que impossibilita uma correta identificação e posterior quantificação dos analitos[25,26]. Para resolver esse problema são necessárias etapas de fracionamento antes da análise cromatográfica.

A GC×GC é uma técnica que apresenta algumas importantes vantagens quando comparada à 1D-GC, como significativo aumento de capacidade de pico, seletividade e sensibilidade, além de favorecer a ocorrência de estruturação na distribuição dos picos no espaço de separação, de acordo com a natureza da fase estacionária e da polaridade dos compostos presentes na amostra[27]. A Figura 1 apresenta um esquema simplificado do processo de separação por GC×GC. Na Figura 1a pode-se visualizar o sistema GC×GC, na Figura 1b têm-se três picos que coeluíram na primeira dimensão (1D). Na Figura 1c aparece a separação individual na 2D, onde o pico é fracionado e essas frações são dispostas lado a lado, e a Figura 1d representa o processo de reconstrução dos picos cromatográficos, usando softwares específicos, formando os diagramas de cores (bidimensionais e tridimensionais).

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):47-65

Caracterização de fenóis por GC/MS e GC×GC/TOFMS

Migliorini MV, Moraes MSA, Machado ME, Caramão EB

Figura 1 Representação do sistema GC×GC, geração e visualização de sinais cromatográficos; (a) sistema GC×GC; (b) três picos que coeluíram na primeira dimensão (1D); (c) separação individual na 2D, onde o pico é fracionado e disposto lado a lado; (d) representa, através do uso de softwares específicos, o processo de reconstrução dos picos cromatográficos através de diagramas bidimensionais e tridimensionais.

O emprego da GC×GC para análise de bio-óleo de diferentes origens ainda é pouco explorado[28-34], entretanto ela apresenta um grande potencial para esse tipo de análise devido à complexidade da amostra.

Os compostos oxigenados obtidos de diferentes biomassas têm apresentado como constituintes principais os benzenodióis (derivados do catecol), furfural e metóxi fenóis (derivados do guaiacol), entre eles os fenóis representam um dos principais constituintes das amostras de bio-óleo originários da biomassa. De acordo com Amen-Chen[35], fenóis substituídos por grupamentos metóxi são originários da lignina, enquanto os fenóis com mais de uma hidroxila são resultantes da celulose. Uma propriedade química dessa classe de compostos é que apresentam uma grande versatilidade de utilização como material de partida e como intermediários na produção de moléculas de maior complexidade, bem como a produção de resinas fenólicas.

O pêssego – Prunus pérsica (L.) – apresenta polpa branca e tem consistência fibrosa, servindo para conserva ou consumo in natura. Também é comercializado in natura como polpa congelada, como suco e para a fabricação de geléias e licores[36]. No Brasil, o consumo anual per capita é de 700 g a 800 g de pêssego. Apenas no estado do Rio Grande do Sul foram produzidas 216.236 toneladas de pêssego no ano de 2009[37].

Entretanto, à exceção de no preparo de conservas, em todos os demais empregos o endocapo lenhoso (caroço) do pêssego é um resíduo do processamento, gerado em grandes quantidades e geralmente descartado em aterros de resíduos sólidos urbanos ou incinerado[16,38,39]. Sabe-se que esses caroços são ricos em lignina[35], entretanto não são aproveitados industrialmente.

O objetivo deste trabalho foi caracterizar o bio-óleo obtido pela pirólise de caroços de pêssego usando técnicas cromatográficas: 1D-GC/

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):47-65 49

Migliorini MV, Moraes MSA, Machado ME, Caramão EB

qMS (cromatografia gasosa monodimensional acoplada à espectrometria de massa com analisador do tipo quadrupolo) e GC×GC/TOFMS (cromatografia gasosa bidimensional abrangente acoplada à espectrometria de massa por tempo de voo). A aplicação da GC×GC e a possibilidade de estruturação espacial dessa técnica permitiram que também fosse detalhada a composição dos fenóis presentes como classe majoritária na amostra.

2 Parte experimental 2.1 Preparo de amostra As amostras de caroços de pêssego foram fornecidas pela indústria de conservas Schrann, localizada na cidade de Pelotas, estado do Rio Grande do Sul. Essas amostras foram trituradas com auxílio de um martelo comum para a separação do material lignocelulósico da amêndoa.

Posteriormente, o resíduo lignocelulósico foi triturado em um moinho de facas (Ika 11 mill, Staufen, Alemanha) e peneirado utilizando-se a granulometria ≤ 50 mm.

2.2 Processo de pirólise O equipamento de pirólise foi confeccionado no Instituto de Física da UFRGS: consiste em um forno vertical contendo um reator de quartzo tubular, apresentando dois controladores de temperatura e um medidor do fluxo de N2 no sistema[31]. As condições de pirólise foram baseadas em um planejamento experimental fatorial 23 desenvolvido em um trabalho anterior[31], sendo aqui aplicadas as melhores condições obtidas: 7,0 g do resíduo lignocelulósico previamente triturado em forno aquecido da temperatura ambiente até 700 °C, mantido nessa temperatura por 5 min, com taxa de aquecimento de 60 °C.min–1. O gás de arraste utilizado 50

Caracterização de fenóis por GC/MS e GC×GC/TOFMS

foi N2, (pureza > 99,999%, Linde Gases, Canoas, RS, Brasil), com fluxo de 1,0 L min–1. Os produtos líquidos obtidos (bio-óleo e água) foram submetidos à uma separação líquido-líquido (LLE), utilizando-se 3 mL de diclorometano bidestilado, grau P.A (VETEC, Duque de Caxias, RJ, Brasil).

Após esse procedimento ter sido repetido por três vezes, adicionou-se 5 g de sulfato de sódio anidro (VETEC, Duque de Caxias, RJ, Brasil) ao extrato orgânico, a fim de se remover a umidade residual, sendo o diclorometano evaporado em capela sob fluxo de N2.

O rendimento do processo foi calculado a partir da massa de bio-óleo seca em relação à massa de resíduo lignocelulósico introduzida no reator pirolítico, de acordo com a equação: massa debio − óleoobtidono processo .100% = massa debiomassa utilizadano processo (1) = rendimento %

Soluções de 5 mg L-1 de bio-óleo em diclorometano foram preparadas e na sequência analisadas por 1D-GC/MS e GC×GC/TOF-MS. 2.3 Análises cromatográficas 2.3.1 Cromatografia gasosa monodimensional (1D-GC/qMS) As análises cromatográficas por GC/ MS foram realizadas em um cromatógrafo Shimadzu QP 2010 equipado com um detector de massa com analisador do tipo quadrupolo.

Empregou-se uma coluna capilar OV-5 (5% difenil – 95% dimetil-siloxano, Ohio Valley, CA, Estados Unidos), com comprimento de 30 m, 0,25 mm de diâmetro interno e 0,25 µm de espessura da fase estacionária. Hélio (He) foi empregado como gás de arraste com fluxo de 1 mL min–1 (pureza > 99,999%, Linde Gases, Canoas, RS, Brasil). A temperatura do injetor e interface foi de 280 °C; o volume de amostra injeScientia Chromatographica 2013; 5(1):47-65

Caracterização de fenóis por GC/MS e GC×GC/TOFMS

Migliorini MV, Moraes MSA, Machado ME, Caramão EB

tada, de 1,0 µL com razão de split 1:50; a energia de ionização por elétrons, 70 eV e a faixa de aquisição dos espectros de massa, de 45 a 500 Daltons. A programação de temperatura iniciou a 50 °C por 2 min, elevando-se até 190 °C, com uma taxa de aquecimento de 3 °C min-1, e, posteriormente, de até 280 °C a 5 °C min-1, mantendo-se nessa temperatura por 10 min. Os compostos encontrados na amostra de bio-óleo foram identificados tentativamente por comparação dos espectros de massa, utilizando-se como referência a biblioteca de espectros do equipamento (Wiley Mass Spectra Library MS 6th edition), com um mínimo de similaridade de 80%.

forno foi a mesma usada na 1D-GC. A diferença de temperatura entre os fornos da primeira e da segunda dimensão foi de 20 °C. O software utilizado na aquisição dos dados e no processamento foi o ChromaTof versão 3.32, a biblioteca, a NIST 05 e os compostos foram identificados tentativamente seguindo os mesmos critérios utilizados na análise obtida por GC/qMS. Os compostos foram considerados identificados tentativamente por não se terem empregado padrões cromatográficos e/ou índices de retenção.

2.3.2 Cromatografia gasosa bidimensional abrangente (GC×GC/TOFMS)

3.1 Rendimento do processo de pirólise

As análises via GC×GC foram realizadas em um equipamento Pegasus 4D LECO, que consiste em um cromatógrafo Agilent 6890N equipado com detector de espectrometria de massa por tempo de voo (TOFMS), utilizandoum amostrador automático Combi PAL e um modulador térmico de dois estágios com quatro jatos de nitrogênio (LECO, St. Joseph, MI, EUA). O período de modulação utilizado foi de 9 s; com a temperatura do modulador de 35 °C; energia de ionização de 70 eV; faixa de massa de íons adquiridos de 50 a 500 Daltons, com uma frequência de aquisição de dados de 100 Hz; a voltagem do detector foi de –1.574 V; a temperatura da linha de transferência e do injetor foi de 280 °C; o volume de injeção, de 1 µL; e o modo de injeção split com uma razão de split de 1:10. Foi utilizado um conjunto convencional de colunas que apresenta na 1D a mesma coluna usada na 1D-GC; e, na 2 D, uma DB-17 (50% fenil-polidimetilsiloxano, PDMS) de 2,05 m de comprimento, 0,18 mm de diâmetro interno e 0,25 µm de espessura de filme polimérico. A programação de temperatura do

3 Resultados e discussão

O processo de pirólise apresentou um rendimento em massa de bio-óleo de 32,4% –valores semelhantes foram encontrados em diferentes biomassas, como no trabalho de Shurong Wang et al.[39], com rendimento de 37%. MeiKuei Lee[40], utilizando capim-elefante, obteve rendimentos entre 12% a 35%. Moraes e colaboradores[31] empregaram como matéria-prima casca de arroz e obtiveram rendimento de 27,3%.

3.2 Análise por 1D-GC/qMS e GC×GC/TOFMS Na Figura 2 pode-se observar os cromatogramas obtidos por 1D-GC/qMS (Figura 2a) e GC×GC/TOFMS (Figura 2b), em que comparativamente estão representados, no diagrama de cores obtidos por GC×GC, os compostos identificados tentativamente pelo 1D-GC/qMS, de acordo com a Tabela 1. Os compostos identificados tentativamente pela GC×GC/TOFMS estão apresentados na Tabela 2.

A identificação de compostos presentes em biomassas de diferentes origens tem sido realizada preferencialmente por 1D-GC/qMS. No que se refere ao pêssego, os trabalhos existentes

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):47-65 51

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Caracterização de fenóis por GC/MS e GC×GC/TOFMS

Figura 2 Cromatograma obtido por cromatografia gasosa monodimensional (a) e bidimensional abrangente (b) para a amostra de bio-óleo de caroço de pêssego com os compostos identificados via 1D-GC/qMS. Tabela 1 Compostos tentativamente identificados na amostra de bio-óleo de caroço de pêssego através da 1D-GC/qMS.

52

Pico

tR

1

3,55

2

Identificação

Fórmula

% área

Classe

Anidrido Propanóico

C6H10O3

1,52

anidrido

3,77

Pentanal

C5H10O

1,06

aldeído

3

4,74

Furfural

C5H4O2

6,68

aldeído

4

5,17

Furanometanol

C5H6O2

0,97

alcool

5

5,28

Butanal

C4H8O

0,65

aldeído

6

5,49

Acetóxi Propanona

C5H8O3

0,35

cetona

7

6,60

C1-Ciclopentenona

C6H8O

0,69

cetona

8

6,74

Ciclohexenol

C6H10O

1,48

álcool

9

7,17

Hidróxi Ciclopentenona

C5H6O2

1,58

cetona

10

8,49

C1-Furfural

C6H6 O2

1,14

aldeído

11

8,60

Heptenol

C7H14O

0,71

álcool

12

9,09

Fenol

C6H6O

1,73

fenol

13

10,93

C1-Hidróxi Ciclopentenona

C6H8O2

1,59

cetona

14

11,43

C2-Ciclopentenona

C7H10O

0,37

cetona

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):47-65

Caracterização de fenóis por GC/MS e GC×GC/TOFMS

Migliorini MV, Moraes MSA, Machado ME, Caramão EB

Tabela 1 Continuação...

Pico

tR

15

11,87

16

Identificação

Fórmula

% área

Classe

Hidróxi Benzaldeído

C7H6O2

0,46

aldeído

12,17

C1-Fenol

C7H8O

1,40

fenol

17

13,15

C1-Fenol

C7H8O

2,22

fenol

18

13,70

Metóxi Fenol (guaiacol)

C7H8O2

8,50

fenol

19

14,75

C1-Hidróxi Piranona

C6H6O3

0,26

cetona

20

14,99

C2-Hidróxi Ciclopentenona

C7 H10 O2

0,23

cetona

21

16,52

C2-Fenol

C8H10O

0,85

fenol

22

16,99

Metóxi Benzaldeído

C8H8O2

0,24

aldeído

23

17,35

C2-Fenol

C8H10O

0,39

fenol

24

17,55

C2-Fenol

C8H10O

0,33

fenol

25

18,53

Dimetóxi Benzeno

C8H10O2

11,02

éter

26

18,62

Benzenodiol

C6H6O2

5,02

fenol

27

20,25

C1-Hidróxi Furfural

C6H6O3

1,29

aldeído

28

20,70

C2-Metóxi Benzeno

C9H12O

0,41

éter

29

21,50

Metóxi Benzenodiol

C7H8O3

1,26

fenol

30

21,61

C1-Benzenodiol

C7H8O2

1,98

fenol

31

22,49

C2-Metóxi Fenol

C9H12O2

5,39

fenol

32

23,03

C1-Benzenodiol

C7H8O2

3,40

fenol

33

24,18

Metóxi Vinil Fenol

C9H10O2

3,13

fenol

34

26,12

Metóxi Propenil Fenol (Eugenol)

C10H12O2

2,16

fenol

35

26,24

C3-Metóxi Fenol

C10H14O2

0,39

fenol

36

26,56

C3-Metóxi Fenol

C10H14O2

1,43

fenol

37

27,28

C2-Benzenodiol

C8H10O2

1,77

fenol

38

28,03

Hidróxi Metóxi Benzaldeído (Vanilina)

C8H8O3

2,48

aldeído

39

28,41

Metóxi Propenil Fenol (Eugenol)

C10H12O2

1,37

fenol

40

30,10

Trimetóxi Benzeno

C9H12O3

4,80

éter

41

30,36

Metóxi Propenil Fenol (Eugenol)

C10H12O2

5,56

fenol

42

31,79

Hidróxi Metóxi Acetofenona

C9H10O3

1,31

cetona

43

33,13

Hidróxi Metóxi Benzoado de Metila

C9H10O4

0,52

éster

44

33,38

Dihidróxi Metóxi Acetofenona

C9H10O4

1,60

cetona

45

33,56

Hidróxi Metóxi Fenil Propanona

C10H12O3

1,98

cetona

46

35,86

Hidróxi Metóxi Fenil Propanona

C10H12O3

0,38

cetona

47

35,98

Hidróxi Metóxi Acetofenona

C9H10O3

0,34

cetona

48

38,50

Dimetóxi Propenil Fenol

C11H14O3

0,42

fenol

49

38,81

Dimetóxi Hidróxi Benzaldeído

C9H10O4

0,71

aldeído

50

40,56

Dimetóxi Propenil Fenol

C11H14O3

2,13

fenol

51

41,74

Hidróxi Metóxi Fenil Propenal

C10H10O3

2,30

aldeído

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):47-65 53

Migliorini MV, Moraes MSA, Machado ME, Caramão EB

Caracterização de fenóis por GC/MS e GC×GC/TOFMS

Tabela 2 Compostos tentativamente identificados na amostra de bio-óleo de caroço de pêssego por GC×GC/ TOFMS. tR

1

54

Identificação

tR

2

Fórmula

% área

Classe

6,4

2,7

Ácido Butenóico

C4H8O2

0,12

ácido

6,8

2,9

Hidróxi Propanona

C3H6O2

0,78

cetona

7,0

3,8

Hidróxi Butanona

C4H8O2

0,71

cetona

7,6

3,0

Ácido Butenóico

C4H6O3

0,30

ácido

7,6

5,1

Butanodial

C4H6O2

0,82

aldeído

7,9

3,1

Ácido Butenóico - isômero 1

C4H6O2

0,16

ácido

7,9

4,1

Ciclopentanona

C5H8O

0,16

cetona

7,9

4,5

Anidrido Acético

C4H6O3

4,93

anidrido

8,6

3,7

Hidróxi Pentanona

C5H10O2

0,05

cetona

9,1

4,4

Furfural - isômero 1

C5H4O2

0,17

aldeído

9,5

3,5

Ácido Butenóico - isômero 2

C4H6O2

0,25

ácido

9,7

4,6

Furanodiona

C4H2O3

0,10

cetona

9,7

4,3

Tetrahidro Furanometanol

C5H10O2

0,64

álcool

9,7

5,1

Ciclopentenona

C5H6O

2,83

cetona

9,7

4,8

Furfural - isômero 2

C5H4O2

8,87

aldeído

9,8

3,8

Hexenona

C6H10O

0,02

cetona

10,1

3,0

Ácido Pentanóico

C5H10O2

0,09

ácido

10,1

3,9

Pentanodiona

C5H8O2

0,09

cetona

10,1

4,0

C1-Ciclopentanona - isômero 1

C6H10O

0,09

cetona

10,3

4,6

Butanodiona - isômero 1

C4H6O2

0,25

cetona

10,6

4,1

C1-Ciclopentanona - isômero 2

C6H10O

0,01

cetona

10,9

4,7

Propanoato de Metila

C4H6O2

0,11

éster

10,9

4,3

Furanometanol

C5H6O2

1,41

álcool

11,0

3,5

C2-Benzeno - isômero 1

C8H10

0,02

HC

11,0

5,3

Butanona

C4H8O

1,33

cetona

11,5

3,4

C2-Benzeno - isômero 2

C8H10

0,02

HC

11,5

4,9

C1-Furanona - isômero 1

C5H6O2

2,55

cetona

11,9

3,3

Ácido Pentanóico - isômero 1

C5H8O2

0,03

ácido

12,1

4,7

Hexadienal

C6H8O

0,31

aldeído

12,2

3,2

Ácido Pentanóico

C5H10O2

0,04

ácido

12,2

5,5

Ciclopentenodiona

C5H4O2

0,12

cetona

12,4

5,0

Dihidro Piranona - isômero 1

C5H8O2

0,13

cetona

13,0

5,6

Ácido Oxi Tetrahidro Furano Carboxílico

C5H6O4

0,15

ácido

13,3

5,5

Dihidro Piranona - isômero 2

C5H6O2

0,11

cetona

13,4

4,4

Formiato de Furfurila

C6H6O3

0,03

éster

13,4

4,9

C1-Ciclopentenona - isômero 3

C6H8O

0,94

cetona

13,6

4,9

Furanil Etanona

C6H6O2

0,59

cetona

13,7

4,8

C1-Furfural - isômero 1

C6H6O2

0,21

aldeído

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):47-65

Caracterização de fenóis por GC/MS e GC×GC/TOFMS

Migliorini MV, Moraes MSA, Machado ME, Caramão EB

Tabela 2 Continuação... tR

1

2

Identificação

tR

Fórmula

% área

Classe

13,7

7,0

Dihidrofuranona

C4H6O2

0,47

cetona

13,7

7,2

Furanona

C4H4O2

1,75

cetona

13,9

3,5

Ácido Pentanóico - isômero 2

C5H8O2

0,06

ácido

14,2

3,6

Ácido Pentanóico - isômero 3

C5H8O2

0,07

ácido

14,3

3,9

Butanodiona - isômero 2

C4H6O2

0,02

cetona

14,3

5,2

Ciclopentanodiona

C5H6O2

1,95

cetona

14,5

4,7

C1-Furfural - isômero 2

C6H6O2

0,01

aldeído

14,8

5,3

Ciclohexenona

C6H8O

0,22

cetona

14,8

5,2

Hexanodiona

C6H10O2

0,23

cetona

15,1

6,3

C1-Furanona - isômero 2

C5H6O2

0,49

cetona

15,5

3,2

Ácido Hexanóico - isômero 1

C6H12O2

0,05

ácido

15,5

4,5

C2-Ciclopentenona - isômero 1

C7H10O

0,06

cetona

15,5

6,0

C1-Furanodiona

C5H4O3

0,08

cetona

16,0

6,2

C1-Dihidrofuranona

C5H8O2

0,02

cetona

16,4

5,1

Benzaldeído

C7H6O

0,04

aldeído

16,4

5,2

C1-Furfural - isômero 3

C6H6O2

0,86

aldeído

16,6

5,5

C1-Ciclopentenona - isômero 4

C6H8O

0,84

cetona

17,0

6,6

C1-Furanona - isômero 3

C5H6O2

0,47

cetona

17,2

5,0

Furoato de Metila - isômero 1

C6H6O3

0,10

éster

17,5

3,3

Ácido Hexanóico - isômero 2

C6H12O2

0,01

ácido

17,5

4,5

Fenol

C6H6O

1,67

fenol

17,8

5,9

Ciclohexenodiona - isômero 1

C6H6O2

0,04

cetona

18,1

4,9

C2-Ciclopentenona - isômero 2

C7H10O

0,25

cetona

18,2

6,9

Hidróxi Dihidro Furanona - isômero 1

C4H6O3

0,07

cetona

18,2

4,7

Benzofurano

C8H6O

0,08

éter

18,2

4,6

Acetato de Furfurila

C7H8O3

0,09

éster

18,4

5,2

Ciclohexanodiona - isômero 2

C6H8O2

0,03

cetona

19,0

4,8

Furanil Propanona

C7H8O2

0,20

cetona

19,3

5,7

Ciclopentanotriona

C5H4O3

0,13

cetona

19,6

4,3

C2-Metóxi Benzeno - isômero 1

C8H10O

0,03

éter

19,7

5,3

C1-Ciclopentanodiona

C6H8O2

1,85

cetona

20,2

4,4

C2-Furano

C6H8O

0,03

éter

20,2

6,0

C2-Furanodiona

C6H6O3

0,06

cetona

20,3

6,1

C2-Furanona - isômero 1

C6H8O2

0,03

cetona

20,3

5,2

C2-Ciclopentenona - isômero 1

C7H10O

0,35

cetona

20,8

5,2

Hidróxi Benzaldeído - isômero 1

C7H6O2

0,25

aldeído

20,8

7,2

C1-Furanona - isômero 4

C5H6O2

0,31

cetona

20,9

5,3

Benzeno Acetaldeído

C8H8O

0,06

aldeído

21,2

4,6

Hexanodiona

C6H10O2

0,26

cetona

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):47-65 55

Migliorini MV, Moraes MSA, Machado ME, Caramão EB

Caracterização de fenóis por GC/MS e GC×GC/TOFMS

Tabela 2 Continuação... tR

1

56

Identificação

tR

2

Fórmula

% área

Classe

21,2

4,7

C1-Fenol - isômero 1

C7H8O

1,02

fenol

21,5

4,9

Acetato de Fenila

C8H8O2

0,18

éster

21,7

6,5

Metanol Dihidro Furanona

C5H8O3

0,29

cetona

22,0

5,3

Fenil Etanona (Acetofenona)

C8H8O

0,03

cetona

22,0

4,6

Ácido Furano Carboxílico

C5H4O3

0,13

ácido

22,1

5,1

C1-Benzaldeído

C8H8O

0,02

aldeído

22,3

4,8

C2-Hidróxi Ciclopentenona - isômero 1

C7H10O2

0,12

cetona

22,4

5,5

C2-Ciclopentenona - isômero 2

C7H10O

0,12

cetona

22,4

4,6

C1-Fenol - isômero 2

C7H8O

1,55

fenol

22,6

3,4

Ácido Heptanóico

C7H14O2

0,01

ácido

22,6

6,5

C2-Dihidro Furanona

C6H8O2

0,12

cetona

22,7

5,7

Furoato de Metila - isômero 2

C6H6O3

0,50

éster

23,0

5,5

C2-Hidróxi Furanona

C6H8O3

0,48

cetona

23,0

5,2

Metóxi Fenol - isômero 1

C7H8O2

4,96

fenol

23,3

5,5

Octenona

C8H14O

0,07

cetona

23,9

6,7

C2-Furanona - isômero 2

C6H8O2

0,04

cetona

23,9

4,7

Fenil Propenal (Cinamaldeído)

C9H8O

0,08

aldeído

24,1

4,8

C2-Fenol - isômero 1

C8H10O

0,22

fenol

24,2

6,8

Levoglucosanona

C6H6O3

0,01

açúcar

24,2

4,7

C1-Benzofurano

C9H8O

0,29

éter

24,4

5,6

C2-Ciclohexenona

C8H12O

0,01

cetona

24,5

5,0

C2-Hidróxi Ciclopentenona - isômero 2

C7H10O2

0,20

cetona

24,8

4,3

C2-Metóxi Benzeno - isômero 2

C9H12O

0,01

éter

25,1

5,1

C2-Furfural

C7H8O2

0,05

aldeído

25,3

7,5

Acetil Dihidro Furanona

C6H8O3

0,05

cetona

25,6

4,3

Metóxi Fenol - isômero 2

C7H8O2

0,02

fenol

25,6

4,9

C1-Hidróxi Benzaldeído - isômero 1

C8H8O2

0,03

aldeído

25,6

4,6

C2-Fenol - isômero 2

C8H10O

0,08

fenol

26,0

6,7

C2-Piranona

C7H8O2

0,02

cetona

26,0

5,4

Dimetóxi Benzeno

C8H10O2

0,07

éter

26,2

4,7

C2-Fenol - isômero 3

C8H10O

0,66

fenol

26,6

5,1

C1-Hidróxi Benzaldeído - isômero 2

C8H8O2

0,07

aldeído

26,8

5,4

Hidróxi Acetofenona - isômero 1

C8H8O2

0,02

cetona

26,8

4,7

Ácido Benzóico

C7H6O2

0,46

ácido

26,9

5,5

Dihidróxi Benzaldeído

C7H6O3

0,20

aldeído

27,1

4,7

C2-Fenol - isômero 4

C8H10O

0,21

fenol

27,4

3,5

Ácido Octanóico

C8H16O2

0,01

ácido

27,4

5,2

C1-Acetofenona

C9H10O

0,12

cetona

27,5

4,9

C2-Fenol - isômero 5

C8H10O

0,50

fenol

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):47-65

Caracterização de fenóis por GC/MS e GC×GC/TOFMS

Migliorini MV, Moraes MSA, Machado ME, Caramão EB

Tabela 2 Continuação... tR

1

2

Identificação

tR

Fórmula

% área

Classe

27,5

5,0

C1-Metóxi Fenol - isômero 1

C8H10O2

0,50

fenol

27,8

5,3

C1-Dihidróxi Piranona

C6H6O4

0,27

cetona

C9H12O

0,02

fenol

C10H8

0,06

HC

28,0

4,8

C3-Fenol - isômero 1

28,0

5,4

Naftaleno

28,3

4,2

C3-Metóxi Benzeno

C10H14O

0,01

éter

28,3

7,9

Hidróxi Dihidro Furanona - isômero 2

C5H8O3

0,16

cetona

28,3

5,1

C1-Metóxi Fenol - isômero 2

C8H10O2

5,28

fenol

28,4

3,5

Hidróxi Metóxi Acetofenona - isômero 1

C9H10O3

0,05

cetona

28,4

5,3

Benzenodiol

C6H6O2

0,79

fenol

28,7

4,7

C2-Benzofurano - isômero 1

C10H10O

0,01

éter

28,7

5,4

Octanona

C8H16O

0,15

cetona

29,0

4,7

C3-Fenol - isômero 2

C9H12O

0,16

fenol

29,5

4,7

C2-Benzofurano - isômero 2

C10H10O

0,06

éter

29,5

6,6

Dianidro Glucopiranose

C6H8O4

0,47

açúcar

29,6

5,1

Dihidro Benzofurano

C8H8O

0,08

éter

29,8

6,3

C1-Metóxi Fenol - isômero 3

C8H10O2

0,01

fenol

29,8

4,6

C3-Fenol - isômero 3

C9H12O

0,03

fenol

29,9

5,6

Propóxi Fenol

C9H12O2

0,16

fenol

30,1

4,6

C3-Fenol - isômero 4

C9H12O

0,14

fenol

30,1

5,5

Metóxi Fenol

C7H8O2

0,16

fenol

30,1

6,8

Anidro Manosano

C6H8O4

0,98

açúcar

30,1

6,7

Hidróxi Metil Furfural

C6H6O3

1,03

aldeído

30,2

5,0

C3-Fenol - isômero 5

C9H12O

0,02

fenol

30,5

5,7

Bifurano

C8H6O2

0,11

éter

30,5

4,7

C3-Fenol - isômero 6

C9H12O

0,18

fenol

30,5

5,1

C1-Dimetóxi Benzeno - isômero 1

C9H12O2

0,24

éter

31,1

5,0

C4-Fenol - isômero 1

C10H14O

0,14

fenol

31,3

5,9

Metóxi Benzenodiol

C7H8O3

1,03

fenol

31,4

5,0

C2-Metóxi Fenol - isômero 1

C9H12O2

0,03

fenol

31,4

4,7

C3-Fenol - isômero 7

C9H12O

0,08

fenol

31,4

5,3

C1-Benzenodiol - isômero 1

C7H8O2

0,89

fenol

31,6

4,7

C3-Fenol - isômero 8

C9H12O

0,04

fenol

31,6

4,9

C1-Dimetóxi Benzeno - isômero 2

C9H12O2

0,08

éter

31,7

5,7

Metóxi Benzofurano

C9H8O2

0,17

éter

31,9

5,0

C1-Dimetóxi Benzeno - isômero 3

C9H12O2

0,04

éter

32,2

6,1

Etóxi Fenol

C8H10O2

0,02

fenol

32,2

5,6

Dihidróxi Acetofenona

C8H8O3

0,25

cetona

32,3

4,9

C2-Metóxi Fenol - isômero 2

C9H12O2

3,56

fenol

32,5

4,7

C4-Fenol - isômero 2

C10H14O

0,01

fenol

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):47-65 57

Migliorini MV, Moraes MSA, Machado ME, Caramão EB

Caracterização de fenóis por GC/MS e GC×GC/TOFMS

Tabela 2 Continuação... tR

Identificação

Fórmula

% área

Classe

32,8

5,3

C1-Benzenodiol - isômero 2

C7H8O2

2,29

fenol

33,2

5,3

C1-Naftaleno

C11H10

0,03

HC

33,8

4,7

C4-Fenol - isômero 3

C10H14O

0,04

fenol

33,8

5,9

Hidróxi Benzaldeído - isômero 2

C7H6O2

0,04

aldeído

33,8

6,1

C1-Ácido Furano Carboxílico

C6H6O3

0,09

ácido

34,0

4,7

C2-Dihidro Indanona

C11H12O

0,04

cetona

34,0

5,3

Metóxi Vinil Fenol

C9H10O2

0,87

fenol

34,4

5,0

C2-Dimetóxi Benzeno - isômero 1

C10H14O2

0,05

éter

34,6

5,6

C1-Benzenodiol - isômero 3

C7H8O2

0,04

fenol

34,6

4,7

C4-Fenol - isômero 4

C10H14O

0,16

fenol

35,2

5,6

C1-Hidróxi Benzofurano

C9H8O2

0,05

éter

35,2

5,6

Indanol - isômero 1

C9H10O

0,09

fenol

35,3

5,2

Indanol - isômero 2

C9H10O

0,11

fenol

35,5

7,8

Benzofuranona

C8H6O2

0,02

cetona

35,5

4,8

C3-Metóxi Fenol

C10H14O2

0,05

fenol

35,6

5,8

C1-Benzeno Dicarboxialdeído

C9H8O2

0,03

aldeído

35,6

5,4

C2-Benzenodiol - isômero 1

C8H10O2

0,36

fenol

35,6

6,2

Dimetóxi Fenol

C8H10O3

3,14

fenol

35,8

6,4

Hidróxi Indanona

C9H8O2

0,04

cetona

35,8

5,1

Metóxi Propenil Fenol

C10H12O2

1,07

fenol

35,9

4,8

C2-Dimetóxi Benzeno - isômero 2

C10H14O2

0,21

éter

36,2

6,2

Hidróxi Benzaldeído - isômero 3

C7H6O2

0,11

aldeído

36,2

4,8

C3-Metóxi Fenol - isômero 1

C10H14O2

0,57

fenol

37,0

5,6

C2-Benzenodiol - isômero 2

C8H10O2

0,22

fenol

37,0

5,3

C2-Benzenodiol - isômero 3

C8H10O2

0,70

fenol

37,7

6,2

Hidróxi Acetofenona - isômero 2

C8H8O2

0,13

cetona

37,7

6,8

Hidróxi Metóxi Benzaldeído (Vanilina)

C8H8O3

1,43

aldeído

37,9

5,4

C1-Trimetóxi Benzeno

C10H14O3

0,04

éter

38,0

6,0

Acetil Dianidro Talopiranose

C8H10O5

0,12

açúcar

38,0

5,5

C2-Benzenodiol - isômero 4

C8H10O2

0,13

fenol

38,2

5,8

C1-Benzeno Dicarboxialdeído

C9H8O2

0,04

aldeído

38,6

5,2

C3-Benzaldeído

C10H12O

0,05

aldeído

38,6

5,3

C2-Dihidro Benzofuranol

C10H12O2

0,06

fenol

38,9

5,8

Hidróxi Benzoato de Metila

C8H8O3

0,02

éster

38,9

4,7

C4-Metóxi Fenol

C11H16O2

0,03

fenol

39,5

5,7

Trihidróxi Acetofenona

C8H8O4

0,12

cetona

39,7

6,0

Trimetóxi Benzeno

C9H12O3

3,07

éter

40,0

5,4

Metóxi Propenil Fenol

C10H12O2

2,93

fenol

40,1

6,6

C3-Metóxi Fenol - isômero 2

C10H14O2

0,20

fenol

tR

1

58

2

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):47-65

Caracterização de fenóis por GC/MS e GC×GC/TOFMS

Migliorini MV, Moraes MSA, Machado ME, Caramão EB

Tabela 2 Continuação... tR

1

2

Identificação

tR

Fórmula

% área

Classe

41,3

6,7

Hidróxi Metóxi Acetofenona

C9H10O3

0,86

cetona

41,5

7,8

Levoglucosano

C6H10O5

0,07

açúcar

42,7

7,6

Dihidro Hidróxi Benzopiranona

C9H8O3

0,04

cetona

43,0

6,7

Hidróxi Metóxi Fenil Propanona

C10H12O3

1,13

cetona

43,0

6,7

Hidróxi Metóxi Fenil Propanona

C10H12O3

1,13

cetona

43,9

5,2

C3-Dimetóxi Propenil Benzeno

C11H14O2

0,04

éter

44,2

5,4

C4-Benzofuranona

C12H14O2

0,02

cetona

44,2

6,5

Ácido Hidróxi Metóxi Benzóico

C8H8O4

0,43

ácido

44,5

6,1

Dimetóxi Acetofenona

C10H12O3

0,25

cetona

44,6

5,9

C2-Ácido Benzóico

C9H10O2

0,07

ácido

44,8

6,7

Hidróxi Metóxi Propenil Fenol

C10H12O3

0,23

fenol

45,1

6,4

Hidróxi Metóxi Acetofenona - isômero 2

C9H10O4

0,14

cetona

45,8

5,9

Dimetóxi Propenil Fenol - isômero 1

C11H14O3

0,28

fenol

47,6

6,5

Ácido Hidróxi Metóxi Benzenoacético

C9H10O4

0,60

ácido

48,1

7,5

Hidróxi Dimetóxi Benzaldeído

C9H10O4

0,41

aldeído

48,2

6,9

Metóxi Naftalenol

C11H10O2

0,07

fenol

49,4

6,1

C3-Metóxi Fenol - isômero 1

C10H10O5

0,10

fenol

49,7

6,1

Dimetóxi Propenil Fenol - isômero 2

C11H14O3

0,74

fenol

50,6

7,3

Hidróxi Dimetóxi Acetofenona

C10H12O4

0,27

cetona

50,8

7,3

Hidróxi Metóxi Cinamaldeído

C10H10O3

1,33

aldeído

52,0

6,7

Dimetóxi Naftaleno

C12H12O2

0,02

éter

53,3

6,8

Ácido Hidróxi Dimetóxi Benzóico

C9H10O5

0,08

ácido

58,1

6,0

Hidróxi Dimetóxi Cinamaldeído

C11H12O4

0,27

aldeído

65,5

5,8

C3-Metóxi Fenol - isômero 1

C10H14O2

0,10

fenol

66,5

5,6

C3-Metóxi Fenol - isômero 2

C10H14O2

0,02

fenol

67,4

5,5

C3-Metóxi Fenol - isômero 3

C10H14O2

0,03

fenol

citam a obtenção do bio-óleo a partir da polpa, a exemplo do trabalho de Ozbay et al.[16], que obtiveram um rendimento de bio-óleo de 18,4% e identificaram tentativamente 22 compostos, entre eles compostos oxigenados, aromáticos, ácidos carboxílicos e hidrocarbonetos lineares.

No bio-óleo obtido do caroço de pêssego foram identificados tentativamente pela 1D-GC/ qMS 51 compostos (conforme pode ser visualizado na Tabela 1), agrupados de acordo com as classes químicas correspondentes (alcoóis, alde-

ídos, anidridos, cetonas, ésteres, éteres, fenóis).

Uma análise semiquantitativa foi realizada considerando as áreas percentuais de cada composto: nela, o total de compostos identificados foi considerado de 100%.

A classe dos fenóis foi predominante na amostra do bio-óleo de caroço de pêssego, total de 50,3% de área, seguida da classe dos aldeídos (17,0%) e dos éteres (16,2%). Da mesma forma, o composto majoritário na amostra foi o dimetóxi benzeno, total de 11,02% de área, entretanto

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):47-65 59

Migliorini MV, Moraes MSA, Machado ME, Caramão EB

o somatório referente à classe química dos éteres corresponde a 16,23%, com um número total de quatro compostos. O segundo composto majoritário foi o metóxi fenol (guaiacol), pertencente à classe dos fenóis, com área percentual de 8,5%. É interessante destacar que o composto majoritário pode ser considerado um derivado do metóxi fenol pela metilação da sua oxidrila. Dessa forma, esse fenol pode ser considerado o principal produto da pirólise do caroço de pêssego.

Tendo em vista o potencial da GC×GC/ TOFMS para análise de amostras complexas bem como para melhor separação de compostos no espaço bidimensional, quando comparada à 1D-GC, essa foi aplicada ao bio-óleo em estudo. Nos resultados obtidos, visualizados na Tabela 2, foram identificados tentativamente 207 compostos. Quando comparadas à análise por 1D-GC/qMS, observou-se que as mesmas classes de compostos foram identificadas, acrescidas de outras classes, como a dos ácidos carboxílicos, hidrocarbonetos e açúcares. Observa-se clara superioridade da GC×GC/TOFMS, com número total de compostos identificados muito superior. Além disso, houve uma diminuição nos limites de detecção, o que se deve ao processo de modulação, que comprime a banda cromatográfica, aumentando a razão sinal/ruído antes da ocorrência de uma nova separação cromatográfica, na segunda dimensão, permitindo assim a identificação de compostos que apresentam área cromatográfica reduzida.

Para a identificação por tentativa de compostos pela GC×GC/TOFMS, o mesmo processo de classificação adotado na 1D-GC/qMS foi empregado. Na análise por GC×GC/TOFMS, verificou-se que a classe de compostos majoritária também foi a dos fenóis, perfazendo um total de 58 compostos, com somatório de área de 38,8%. Entretanto, comparando-se à 1D-GC/ qMS, a área percentual dessa classe diminuiu 12% e o número de compostos aumentou 2,75 vezes. A hipótese de que coeluições levariam a 60

Caracterização de fenóis por GC/MS e GC×GC/TOFMS

uma interpretação errônea dos resultados da 1D-GC é a mais aceitável para justificar essas diferenças. Várias situações de coeluição podem ser verificadas na Figura 2 e também na Tabela 2, com diversos compostos com tempo igual de retenção na primeira dimensão, porém tempo de retenção diferente na segunda dimensão.

A segunda classe com maior área percentual foi a das cetonas, com 26,7% de área e 73 compostos identificados tentativamente; pela 1D-GC, a área foi de 10,68% e o número de compostos, 12. Da mesma forma, observa-se que algumas cetonas coeluíram com outros compostos, como pode ser observado na Figura 2, como a ciclo pentenona, identificada apenas na GC×GC e que é separada na segunda dimensão do composto 1, o furfural. Utilizando a técnica 1D-GC/qMS não foi possível a identificação dessa cetona, mascarada pela presença do furfural.

Verificou-se que o furfural foi majoritário na análise por GC×GC/TOFMS, com 8,87%de área, enquanto na análise via 1D-GC/qMS a área foi de 6,67%. O segundo composto majoritário na GC×GC/TOFMS foi o C1-metóxi fenol, com 5,28% de área, entretanto na 1D-GC/qMS esse composto não foi identificado, evidenciando a sua possível coeluição com outros compostos presentes na matriz. Em ambos os casos, fica evidente a superioridade da GC×GC na separação e identificação de compostos.

A Figura 3 representa uma comparação entre o número de compostos e a área percentual de cada classe química encontrado na amostra de bio-óleo de caroço de pêssego. Observa-se que quanto ao número de picos identificados não há dúvidas sobre a superioridade da técnica bidimensional, entretanto na análise das áreaspercentuais ocorrem diferenças significativas, incluindo inversões, como no caso das cetonas e éteres. Como a medida semiquantitativa usada foi apenas o percentual em área, considerando-se a soma de todos os picos identificados e desconScientia Chromatographica 2013; 5(1):47-65

Caracterização de fenóis por GC/MS e GC×GC/TOFMS

siderando-se os demais picos, as coeluições percebidas na 1D-GC são responsáveis por alguns compostos terem apresentado áreas percentuais maiores.

Migliorini MV, Moraes MSA, Machado ME, Caramão EB

3.3 Caracterização dos compostos fenólicos através da utilização de GC×GC/TOF-MS Tendo em vista a predominância da classe dos fenóis na amostra de bio-óleo de caroço de pêssego, realizou-se um estudo mais detalhado da estruturação de suas subclasses por GC×GC/ TOFMS. Os fenóis encontrados na amostra de bio-óleo de caroço de pêssego são provenientes da despolimerização da celulose e da lignina[36].

Compostos fenólicos apresentam grande aplicação na produção de resinas fenólicas bem como na utilização como intermediários sintéticos[36].

Através do cromatograma de íons totais e da análise detalhada da Tabela de picos geradas pelo software ChromaTOF, é possível obter uma identificação por tentativa dos fenóis presentes na amostra.

Figura 3 Gráfico comparativo das análises obtidas da amostra de bio-óleo de caroço de pêssego: (a) número de compostos; (b) área, em %. Em preto – 1DGC/qMS; em branco – GC×GC/TOFMS.

A Figura 4 mostra uma ampliação da região de eluição dos fenóis, onde se podem observar três regiões distintas correspondentes às subclasses dos mono-fenóis, benzenodióis e metóxi fenóis.

Pode-se verificar uma tendência à estruturação das três subclasses no espaço cromatográfico. Na parte inferior, circundado em amarelo,

Figura 4 Ampliação do diagrama de cores obtido através da análise via GC×GC/TOFMS; os círculos amarelos representam os mono-fenóis; círculos vermelhos, os benzenodióis; e círculos pretos, os metóxi fenóis. Obs. A letra C seguida de um número indica o número de carbonos na cadeia lateral.

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):47-65 61

Migliorini MV, Moraes MSA, Machado ME, Caramão EB

encontram-se os derivados alquílicos dos fenóis mono-hidroxilados. A subclasse dos benzenodióis, circulada em vermelho na Figura 4, assim como os alquil fenóis, também apresentou uma tendência à estruturação linear dos compostos, entretanto foram identificados apenas os compostos de C0 a C2.

Na mesma Figura 4, a subclasse dos metóxi fenóis está circulada em preto – esses compostos apresentaram um número maior de isômeros, incluindo os siringóis e eugenóis, além de terem 3 isômeros de posição entre os metóxi fenóis na alquilados (orto, meta e para), o que aumenta

Caracterização de fenóis por GC/MS e GC×GC/TOFMS

naturalmente as possibilidades isoméricas. Por essa razão, a estruturação não é tão clara no espaço bidimensional para todos os derivados desta subclasse, à exceção dos derivados C0 até C4.

Outra forma de melhor visualizar os compostos tentativamente identificados pela GC×GC/TOFMS é através de gráficos de dispersão construídos a partir do software Microsoft ExcelTM usando os tempos de retenção na primeira e na segunda dimensão como coordenadas de pontos no espaço bidimensional. A Figura 5 apresenta o gráfico de dispersão para as diferen-

Figura 5 Gráficos de dispersão para as diferentes subclasses dos fenóis presentes na amostra de bio-óleo de caroço de pêssego: (a) todos os fenóis; (b) alquil mono-fenóis; (c) alquil benzenodióis; (d) alquil metóxi fenóis; (e) metóxi propenil fenóis (derivados do eugenol).

62

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):47-65

Caracterização de fenóis por GC/MS e GC×GC/TOFMS

tes subclasses de fenóis identificadas. Observa-se uma melhor visualização dos dados empregando esse tipo de gráfico, uma vez que os interferentes não estão presentes, particularmente no caso dos metóxi fenóis (Figura 5d), na qual se vê na base do gráfico os derivados do guaiacol (orto-metóxi fenóis) e logo acima o outro isômero de posição (- meta) e seus derivados aquilados. Na Figura 5e têm-se os derivados do metóxi propenil fenol (eugenol), apresentando também uma certa estruturação espacial.

Migliorini MV, Moraes MSA, Machado ME, Caramão EB

Reviews 2009; 13:777-88. http://dx.doi.org/10.1016/j. rser.2007.12.004 2

Goldemberg J. Biomassa e energia. Química Nova 2009; 32:582-87. http://dx.doi.org/10.1590/ S0100-40422009000300004

3

Demirbas A. Biofuels sources, biofuel policy, biofuel economy and global biofuel projections Energy Conversion and Management 2008; 49:2106-16. http:// dx.doi.org/10.1016/j.enconman.2008.02.020

4

Demirbas MF. Biorefineries for biofuel upgrading: A critical review. Applied Energy 2009; 86:S151-61. http://dx.doi.org/10.1016/j.apenergy.2009.04.043

5

Guedes CLB, Adão DC, Quessada TP, Borsato D, Galão OF, Mauro ED, et al. Avaliação de biocombustível derivado do bio-óleo obtido por pirólise rápida de biomassa lignocelulósica como aditivo para gasolina.

Química Nova 2010; 33:781-86. http://dx.doi. org/10.1590/S0100-40422010000400003

6

Akhtar J, Amin NAS. A review on process conditions for optimum bio-oil yield in hydrothermal liquefaction of biomass. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2011; 15:1615-24. http://dx.doi.org/10.1016/j. rser.2010.11.054

7

Venderbosch RH, Prins W. Fast pyrolysis technology development. Biofuels, Bioproducts and Biorefining 2010; 4:178208. http://dx.doi.org/10.1002/ bbb.205

8

Cunha JA, Pereira MM, Valente LMM, De la Piscina PR, Homs N, Santos MRL. Waste biomass to liquids: Low temperature conversion of sugarcane bagasse to bio-oil. The effect of combined hydrolysis treatments.

Biomass and Bioenergy 2011; 35:2106-16. http:// dx.doi.org/10.1016/j.biombioe.2011.02.019

9

Bridgwater AV. Review of fast pyrolysis of biomass and product upgrading. Biomass and Bioenergy 2012; 38:68-94. http://dx.doi.org/10.1016/j. biombioe.2011.01.048

4 Conclusão A partir da análise do bio-óleo obtido de caroços de pêssego foi possível verificar o seu potencial como fonte de biomassa para a obtenção de compostos químicos de interesse ou substitutos/aditivos de combustíveis fósseis.

A GC×GC/TOFMS apresentou um potencial superior à 1D-GC/qMS com maior capacidade de picos, minimização das coeluições e uma maior sensibilidade.

Através da construção de gráficos de dispersão foi possível visualizar melhor as diferentes subclasses presentes em uma mesma classe química, tornando mais evidente as vantagens da GC×GC. A presença de uma quantidade significativa de fenóis indica a potencial utilização desse bio-óleo como fonte dessa importante matéria-prima industrial.

10 Rogers

Agradecimentos Os autores agradecem à Petrobras, à Finep e ao CNPq pelo financiamento e à Conservas Schran por fornecer os caroços de pêssego usados nesta pesquisa.

Referências 1

Lora ES, Andrade RV. Biomass as energy source in Brazil. Renewable and Sustainable Energy

JG, Brammer JG. Estimation of the production cost of fast pyrolysis bio-oil. Biomass and Bioenergy 2012; 36:208-17. http://dx.doi. org/10.1016/j.biombioe.2011.10.028

11 Bae YJ, Ryu C, Jeon JK, Park J, Suh DJ, Suh YW, et al.

The characteristics of bio-oil produced from the pyrolysis of three marine macroalgae. Bioresource Technology 2011; 102:3512-20. PMid:21129955. http:// dx.doi.org/10.1016/j.biortech.2010.11.023 12 Tsai WT, Lee MK, Chang YM. Fast pyrolysis of rice

husk: Product yields and compositions. Bioresource Technology 2007; 98:22-8. PMid:16426847. http:// dx.doi.org/10.1016/j.biortech.2005.12.005

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):47-65 63

Migliorini MV, Moraes MSA, Machado ME, Caramão EB

13 Cao JP, Xiao, XB, Zhang SY, Zhao XY, Sato K, Ogawa

23 Salehi E, Abedi J, Harding T. Bio-oil from Sawdust:

Y, et al. Preparation and characterization of bio-oils from internally circulating fluidized-bed pyrolyses of municipal, livestock, and wood waste. Bioresource Technology 2011; 102:2009-15. PMid:20943376. http:// dx.doi.org/10.1016/j.biortech.2010.09.057

Pyrolysis of Sawdust in a Fixed-Bed System. Energy Fuels 2009; 23:3767-72. http://dx.doi.org/10.1021/ ef900112b

14 Mohan D, Pittman CU Jr, Steele PH. Pyrolysis of

Wood/Biomass for Bio-oil: A Critical Review. Energy Fuels 2006; 20:848-89. http://dx.doi.org/10.1021/ ef0502397 15 Silvério

FO, Barbosa LCA, Piló-Veloso D. A pirólise como técnica analítica. Química Nova 2008; 31:1543-52. http://dx.doi.org/10.1590/ S0100-40422008000600045

16 Özbay N, Apaydin-Varol E, Uzun EB, Pütün AE.

Characterization of bio-oil obtained from fruit pulp pyrolysis Energy 2008; 33:1233-40. http://dx.doi. org/10.1016/j.energy.2008.04.006 17 Czernik

S, Bridgwater AV. Overview of Applications of Biomass Fast Pyrolysis Oil. Energy Fuels 2004; 18:590-8. http://dx.doi.org/10.1021/ ef034067u

18 Busetto L, Fabbri D, Mazzoni R, Salmi M, Torri

C, Zanotti V. Application of the Shvo catalyst in homogeneous hydrogenation of bio-oil obtained from pyrolysis of white poplar: New mild upgrading conditions. Fuel 2011; 90:1197-1207. http://dx.doi. org/10.1016/j.fuel.2010.10.036 19 Wannapeera J, Fungtammasan B, Worasuwannarak

N. Effects of temperature and holding time during torrefaction on the pyrolysis behaviors of woody biomass. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 2011; 92(1):99-105. http://dx.doi. org/10.1016/j.jaap.2011.04.010 20 Das P, Sreelatha T, Ganesh A. Bio oil from pyrolysis

of cashew nut shell-characterisation and related properties. Biomass and Bioenergy 2004; 27:265-75. http://dx.doi.org/10.1016/j.biombioe.2003.12.001 21 Jung S-H, Kang B-S, Kim J-S. Production of bio-oil

from rice straw and bamboo sawdust under various reaction conditions in a fast pyrolysis plant equipped with a fluidized bed and a char separation system. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 2008; 82:240-7. http://dx.doi.org/10.1016/j. jaap.2008.04.001 22 Garcia-Perez M, Chaala A, Pakdel H, Kretschmer

D, Roy C. Characterization of bio-oils in chemical families. Biomass and Bioenergy 2007; 31:222-42. http://dx.doi.org/10.1016/j.biombioe.2006.02.006

64

Caracterização de fenóis por GC/MS e GC×GC/TOFMS

24 Mullen CA, Boateng AA. Chemical Composition of

Bio-oils Produced by Fast Pyrolysis of Two Energy Crops. Energy Fuels 2008; 22:2104-9. http://dx.doi. org/10.1021/ef700776w 25 Cortes HJ, Winniford B, Luong J, Pursch M.

Comprehensive two dimensional gas chromatography review. Journal of Separation Science 2009; 32:883904. PMid:19278007. http://dx.doi.org/10.1002/ jssc.200800654 26 Strezov V, Evans TJ, Hayman C. Thermal conversion

of elephant grass (Pennisetum Purpureum Schum) to bio-gas, bio-oil and charcoal. Bioresource Technology 2008; 99:8394-9. PMid:18406608. http:// dx.doi.org/10.1016/j.biortech.2008.02.039 27 Mondello

L, Tranchida PQ, Dugo P, Dugo G. Comprehensive two-dimensional gas chromatography-mass spectrometry: A review.

Mass Spectrometry Reviews 2008; 27:101-24.

PMid:18240151. http://dx.doi.org/10.1002/mas.20158

28 Marsman JH, Wildschut J, Evers P, De Koning S, Heeres

HJ. Identification and classification of components in flash pyrolysis oil and hydrodeoxygenated oils by two-dimensional gas chromatography and time-offlight mass spectrometry. Journal of Chromatography A 2008; 1188:17-25. PMid:18302963. http://dx.doi. org/10.1016/j.chroma.2008.02.034 29 Windt M, Meier D, Marsman JH, Heeres HJ, De

Koning S. Micro-pyrolysis of technical lignins in a new modular rig and product analysis by GC–MS/ FID and GC × GC–TOFMS/FID. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 2009; 85:38-46. http://dx.doi. org/10.1016/j.jaap.2008.11.011 30 Sfetsas T, Michailof C, Lappas A, Li Q, Kneale B.

Qualitative and quantitative analysis of pyrolysis oil by gas chromatography with flame ionization detection and comprehensive two-dimensional gas chromatography with time-of-flight mass spectrometry.

Journal of Chromatography A 2011; 1218(21):3317-25. http://dx.doi.org/10.1016/j. chroma.2010.10.034 31 Moraes MSA, Migliorini MV, Damasceno FC,

Georges F, Rodrigues SA, Zini CA, et al. Qualitative analysis of bio oils of agricultural residues obtained through pyrolysis using comprehensive two dimensional gas chromatography with time-of-flight mass spectrometric detector. Journal of Analytical

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):47-65

Caracterização de fenóis por GC/MS e GC×GC/TOFMS

and Applied Pyrolysis 2012; 98:51-64. http://dx.doi. org/10.1016/j.jaap.2012.05.007 32 Moraes MSA, Georges F, Rodrigues SA, Damasceno

FC, Maciel GPS, Zini CA, et al. Analysis of products from pyrolysis of Brazilian sugar cane straw. Fuel Processing Technology 2012; 101:35-43. http://dx.doi. org/10.1016/j.fuproc.2012.03.004 33 Moraes

MSA, Bortoluzzi JH, Migliorini MV, Zini CA, Caramão EB. Cromatografia gasosa bidimensional abrangente aplicada à análise qualitativa dos componentes majoritários do bio-óleo da pirólise de bagaço de laranja. Scientia Chromatographica 2011; 3:301-4. http://dx.doi. org/10.4322/sc.2011.018

34 Djokic MR, Dijkmans T, Yildiz G, Prins W, Greem

Migliorini MV, Moraes MSA, Machado ME, Caramão EB

36 Raseira MCB, Quezada AC. Classificação botânica,

origem e evolução In: Pêssego: produção e aspectso técnicos. Brasilia: Embrapa Comunicação para a Tecnologia; 2000. 154 p.

37 Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Séries

Históricas e Estatísticas [cited 2011 June 25]. Available from: http://seriesestatisticas.ibge.gov.br/series. aspx?vcodigo=PA9&sv=83&t=lavoura-permanentequantidade-produzida (acessado em 25/06/2011).

38 Ingram L, Mohan D, Bricka M, Steele P, Strobel

D, Crocker D, et al. Pyrolysis of Wood and Bark in an Auger Reactor: Physical Properties and Chemical Analysis of the Produced Bio-oils. Energy Fuels 2008; 22:614-25. http://dx.doi.org/10.1021/ ef700335k

KM. Quantitative analysis of crude and stabilized bio-oils by comprehensive two-dimensional gas-chromatography. Journal of Chromatography A 2012; 1257:131-40. PMid:22897863. http://dx.doi. org/10.1016/j.chroma.2012.07.035

39 Wang S, Guo X, Wang K, Luo Z. Influence of the

35 Amen-Chem C, Pakdel H, Roy C. Production of

40 Lee MK, Tsai WT, Tsai, YL, Lin SH. Pyrolysis of napier

monomeric phenols by thermochemical conversion of biomass: a review. Bioresource Technol 2001; 79:27799. http://dx.doi.org/10.1016/S0960-8524(00)00180-2

grass in an induction-heating reactor. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 2010; 88:110-6. http:// dx.doi.org/10.1016/j.jaap.2010.03.003

interaction of components on the pyrolysis behavior of biomass. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 2011; 91:183-9. http://dx.doi.org/10.1016/j. jaap.2011.02.006

Recebido: 13/04/2013 Aceito: 03/06/2013

Scientia Chromatographica 2013; 5(1):47-65 65

NOVIDADES TECNOLÓGICAS Allcrom Assistência Técnica Multimarcas Há 24 anos a Allcrom/Easycrom oferece Serviços de Assistência Técnica Multimarcas para conceituadas empresas dos mais variados segmentos em equipamentos de HPLC, CG, Purificador de Água, Espectrofotômetro e Dissolutores. Nossa equipe é formada por técnicos especializados na área, altamente qualificados e treinados.

• Manutenção corretiva, reparos, substituição de peças e lâmpadas; • Manutenção preventiva; • Qualificação Operacional e Verificação de Performance; • Qualificação de Softwares Cromatográficos.

Em nossos serviços utilizamos Instrumentos Calibrados RBC e Testes com Padrões Rastreáveis RBC além de trabalharmos com Contrato de Prestação de Serviço Anual.

dpUNION A dpUNION juntamente com a alemã KNAUER, oferecem aos seus clientes, produtos e serviços mais flexíveis proporcionando economia de tempo em suas análises.

Se o seu trabalho diário possui mudanças repentinas e tarefas exigentes, encontrar soluções certas podem tirar uma grande parcela de seu tempo. Nós temos a solução para seus desafios!

O sistema cromatográfico PLATINblue possui gradiente de alta pressão até 750 bar, bombas de baixa pulsação, detector de PDA altamente sensível e forno de colunas podendo ser facilmente atualizado é um elo entre o clássico HPLC e UHPLC. Site www.dpunion.com.br – E-mail: info@dpunion.com.br

Metrohm Metrohm Pensalab: Novidades em Cromatografia de Íons!

A Metrohm apresenta a nova linha de Cromatografia de Íons – Professional IC Vario. Esta família de equipamentos, ainda mais flexível e mais fácil de utilizar, possui um novo conceito para a supressão química, além de tecnologias que eliminam etapas manuais até para adicionar água ao cromatógrafo! Flexibilidade e baixo custo analítico em apenas um equipamento! Com mais de 25 anos de experiência em Cromatografia de Íons, a Metrohm alinha tecnologia e expertise na determinação de íons.

Thermo Scientific

Espectrometria de massa transformada pela Thermo Scientific.

Novos Espectrômetros de Massa da Thermo Scientific TSQ Quantiva e TSQ Endura – sistemas triplo-quadrupolo com tecnologia exclusiva AIM™ de alta sensibilidade. TSQ Quantiva realiza 500 SRM/s, inversão (+ -)/20 ms, isolamento do íon-precursor em 0,2Da, S/R >100000:1, faz quantificação extremamente confiável e rápida. TSQ Endura quantifica traços em alimentos, amostras ambientais e farmacêuticas com grande robustez, simplicidade e menor custo/amostra entre MS triploquadrupolo comerciais.

Orbitrap Fusion Tribrid – combina Quadrupolo-Orbitrap-Ion Trap na mesma plataforma para detalhamento analítico sem precedentes. O quadrupolo seleciona íons-precursores (<0,4Da); Orbitrap com resolução >450000 e até 15 Hz resulta em seletividade e velocidade inigualáveis; ion trap realiza MSn(-HCD –CID –ETD) até 20 Hz. Saiba mais: • thermoscientific.com/mstransformed • revista@novanalitica.com.br

NOVIDADES TECNOLÓGICAS Neobio A Neobio é distribuidora ofi cial no Brasil da empresa Elemental Microanalysis, fabricante de consumíveis para Analise Elementar.

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Sinc do Brasil Há mais de 15 anos no ramo de Instrumentação Científi ca, somos representantes exclusivos de marcas mundialmente reconhecidas utilizadas em Universidades, Centros de Pesquisas e Empresas Privadas.

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Veolia Water Solutions & Technologies Ultrapurificadores de água ELGA Contaminantes de todos os tipos podem ter impactos importantes nas aplicações analíticas, principalmente em análises a níveis de traços. Um sistema de purifi cação de água capaz de gerar água ultrapura (Tipo I+) com elevada resistividade (18,2 MΩ.cm), isenta de partículas, de bactérias, de compostos orgânicos e iônicos é essencial para garantir a pureza da água e assegurar precisão, sensibilidade e reprodutibilidade dos resultados.

A Veolia Water Solutions & Technologies destaca a linha ELGA Labwater, que conta com a tecnologia Purelab, concebida para oferecer a pureza da água indicada para as mais diversas e exigentes aplicações laboratoriais. www.veoliawaterst.com.br – www.elgalabwater.com/portuguese – elgabrasil@veoliawater.com

Waters A Waters é uma empresa líder no segmento analítico, oferecendo soluções completas para seu laboratório: equipamentos como HPLC, UPLC, Cromatógrafo de Fluído Supercrítico e Espectrômetros de Massas, além de uma completa linha de acessórios (colunas, vials, cartuchos de extração), soft wares, assistência técnica e treinamentos especializados.

INSTITUTO INTERNACIONAL DE CROMATOGRAFIA

O Instituto Internacional de Cromatografia (IIC) possui como uma de suas principais missões o oferecimento de cursos de curta duração nas áreas de cromatografia e técnicas relacionadas.

Os objetivos dos cursos do IIC são o aprimoramento/formação/ atualização dos usuários das técnicas cromatográficas e afim (Preparo de Amostras, Espectrometria de Massas, Gestão da Qualidade, dentre outras), tanto do ponto de vista teórico quanto prático.

A filosofia educacional do IIC é: “ao invés de ensinar apenas como operar um equipamento específico (dar o peixe) o IIC ensina a técnica (como pescar)”.

Os cursos do Instituto Internacional de Cromatografia são coordenados pelos Diretores do IIC, e ministrados pelos coordenadores, auxiliados por uma equipe técnica e científica altamente qualificada, constituída de docentes pós-graduados nos melhores centros do país na área, e pós‑graduandos em fase de conclusão de suas teses. Na época em que cada curso for oferecido, uma relação dos instrutores é disponibilizada no website do IIC. O programa detalhado de cada curso pode ser obtido através de contacto com o IIC. Os cursos são ministrados com auxílio de recursos audiovisuais modernos (datashow‑computador; vídeos, demonstrações, resolução de problemas e outros recursos instrucionais). Os alunos recebem um livreto contendo cópia de todos os slides apresentados pelos instrutores, além de material bibliográfico de apoio. Em vários cursos também são fornecidos livros de autoria dos próprios docentes dos cursos. A maior parte dos cursos também tem aulas práticas de laboratório, conforme anunciado no folheto explicativo de cada curso.

Observações: • O I.I.C. oferece também cursos “in-house” (“in-company”). Interessados nesta modalidade devem contatar o IIC para obter mais detalhes.

• Com exceção dos cursos da área da qualidade (ISO, Validação e Auditoria) todos os demais possuem aulas teóricas e práticas de laboratório.

• O oferecimento efetivo de um curso depende de um número mínimo de inscritos no mesmo.

• O número de vagas dos cursos que envolvem laboratório está sendo limitado para melhor aproveitamento dos participantes.

• Visite o website www.iicweb.org para obter mais informações.

Scientia Chromatographica 2013; 5(1) 69

BOOKSTORE

O Bookstore divulgará o material de informação e formação produzido pelo IIC, incluindo Livros, filmes, slides, material didático de cursos e outras formas de divulgação dos materiais por ele produzido. Esses materiais podem ser adquiridos do IIC através do website www.iicweb.org/biblioteca.php

Cromatografia Líquida Moderna - Fernando M. Lanças Livro publicado pela Editora Átomo em maio de 2009, aborda de forma simples e didática os principais assuntos relacionados à Cromatografia Líquida Moderna (HPLC ou CLAE), desde a Teoria, Instrumentação, Colunas, Detectores, até aspectos da Validação, Preparo da Amostra e Análise Quantitativa.

O IIC recomenda este livro para todos os interessados em iniciar-se ou atualizar-se nesta técnica.

Cromatografia em Fase Gasosa - Fernando M. Lanças Livro de autoria do Prof. Lanças, abordando todos os princípios básicos: instrumentação, análise qualitativa e quantitativa, detectores e muitos outros aspectos da Cromatografia Gasosa.

Altamente recomendado para os iniciantes na técnica, os quais encontrarão explicações detalhadas e simples a respeito da maior parte dos fundamentos básicos da técnica.

Validação de Métodos Cromatográficos - Fernando M. Lanças Livro de autoria do Prof. Lanças, descreve os princípios da validação de métodos cromatográficos com detalhes. Enfoque também a validação de instrumentação e a adequação dos sistemas (“system suitability”) frente aos requisitos dos órgãos regulamentadores de resultados analíticos. O livro é acompanhado de um software, denominado Validate – versão demonstração – desenvolvido em colaboração com o Dr. Vitor Hugo P. Pacces, o qual auxilia no processo de validação.

Extração em Fase Sólida - Fernando M. Lanças

De autoria do Prof. Lanças, este livro apresenta e discute as várias formas de extração em fase sólida (SPE), desde a mais clássica empregando cartuchos até as mais atuais como discos, placas, ponteiras, e outras. Também discute os princípios da micro extração em fase sólida (SPME) e da extração por sorção em barras de agitação (SBSE).

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CALENDÁRIO DE CURSOS DO I.I.C.

DISCIPLINAS A SEREM MINISTRADAS PELO IIC EM 2013 Código da

Carga

Mês

Data

Nome da Disciplina

LC-01

Março

20 a 22

Cromatografia Líquida Básica – (HPLC/CLAE)

24

GC-01

Abril

10 a 12

Cromatografia Gasosa Básica – (HRGC)

24

SP-01

Abril

24 a 26

Técnicas Modernas de Preparo de Amostras

24

LC-06

Maio

09 e 10

Como Desenvolver e Otimizar Método HPLC

16

QA-01

Junho

03 a 05

Gestão da Qualidade (ISO 17025 e BPL)

24

QA-02

Junho

17 e 18

Validação de Métodos Cromatográficos

16

LC-MS-01

Junho

25 a 28

Acoplamento LC-MS e LC-MS/MS

32

CRO-00

Julho

23 a 26

Técnicas Cromatográficas de Análise

32

QA-02

Agosto

08 e 09

Validação de Métodos Cromatográficos

16

QA-06

Agosto

26 e 27

Estimativa da Incerteza em Méd. Analíticas

16

GC-MS-01

Setembro

24 a 27

Acoplamento GC-MS e GC-MS/MS

32

LC-MS-01

Outubro

22 a 25

Acoplamento LC-MS e LC-MS/MS

32

GC-01

Novembro

20 a 22

Cromatografia Gasosa Básica (HRGC)

24

LC-01

Dezembro

04 a 06

Cromatografia Líquida Básica (HPLC/CLAE)

24

Disciplina

Horária

Seminários Temáticos De maneira a completar a formação dos alunos da Escola de Cromatografia, o IIC oferecerá em 2013 seis Seminários Temáticos de 4 créditos (4 horas-aula) cada. Os seminários serão ministrados por convidados do IIC, e abordarão vários temas de grande relevância no momento. Consulte o IIC a respeito das datas e dos assuntos a serem tratados.

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CALENDÁRIO GERAL

EVENTOS 2013 Março/2013 Bioassays 2013 04-05 março Hilton Rockville Hotel, USA https://m360.casss.org/event.aspx?eventID=46303&instance=0 ANAKON 2013 04-07 março Essen, Germany http://www.gdch.de/ Electrophorèse capillaire (CE) 06 março Pavillon des Isotopes, Genève Genève, Switzerland http://www.sach.ch/k13lc5f.html New Horizons in MS Hyphenated Techniques and Analyses 06-07 março Biopolis, Singapore http://www.sepscience.com/Information/Events/Conferences/Mass-Spec-2013 Mass Spectometry 2013 06-07 Março Biopolis, Singapore http://www.sepscience.com/Information/Events/Conferences/Mass-Spec-2013/ 29th International Symposium on MicroScale Bioseparations 10-14 Março Charlottesville, VA http://www.msb2013.net/ Les nouvelles tendances HPLC: comment améliorer sa productivité au laboratoire?

14-15 março Pavillon des Isotopes, Genève 14-15 mars 2013 Genève, Switzerland Pittcon Conference and Expo 17-21 March 2013 Philadelphia, PA http://pittcon.org/

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CALENDÁRIO GERAL

EVENTOS 2013 Abril/2013 5th Berlin LC/MSMS Symposium Berlin, Germany 8-9 abril http://www.absciex.com/events/conferences/5-berliner-lcmsms-symposium CFABS: 7th Workshop on Recent Issues in Bioanalysis (WRIB) 8-11 abril Long Beach, CA http://www.cfabs.org/7thWRIB-LongBeach2013.php Nanoflow-HPLC-MS mit kleinen Flussraten 10 abril Dübendorf, Switzerland https://swiss-chem-soc.ch/index.php?option=com_superevents&task=group&view=details&id=1060&lang= en The Chromatography Forum of Delaware Valley (CFDV) Symposium: The Practice of Chromatography: Sample Preparation, Validation and Troubleshooting 12 abril Fort Washington, PA http://www.cfdv.org/course/cfdv-symposium-practice-chromatography-sample-preparation-validationand-troubleshooting 8th RSC-SCI Symposium on Proteinase Inhibitor Design 15-16 abril Basel, Switzerland http://www.maggichurchouseevents.co.uk/BMCS/ Maio/2013 5th International HILIC Day An international mini-symposium on liquid chromatographic separation and analysis of polar hydrophilic compounds 02 maio Sweden http://www.sequant.com/hilicday 37th International Symposium on Capillary Chromatography and 10th GCxGC Symposium 12-16 maio Palm Springs, CA, USA https://m360.casss.org/frontend/event.aspx?EventId=46811

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CALENDÁRIO GERAL

EVENTOS 2013 6th International Symposium on Recent Advances in Food Analysis (RAFA 2013) 14-15 maio BOSTON, USA http://www.chemistry-conferences.com/2013/11/05%20-%2008%20Symposium%20on%20Recent%20 Advances%20in%20Food%20Analysis%20(Prague%20-%20CZ).htm The 44th ACS Central Regional Meeting 15-17 maio Mount Pleasant, MI http://2013cerm.sites.acs.org/ 30th Triangle Chromatography Symposium 16 maio Raleigh, NCL http://www.rtpnet.org/tcdg/symp.html / http://www.tcdg.org XLII Reunião Anual da SBBq 18-21 maio Foz do Iguaçu, PR http://www.sbbq.org.br/xlii-reuniao-anual-da-sbbq-18-a-21-de-maio-de-2013/ FOA 2013, International Symposium on Fundamentals of Adsorption 19-24 maio Baltimore, USA http://www.foa11.org/ Quality Assurance of Measurements from Field to Laboratory 20-21 maio Espoo, Finland Workshop http://www.eurachem.org/index.php/events/2-calwks/13-wksqa2013 Matrix Challenging Chromatography (and AGM) A two day symposium focussing on today’s challenges to separation science posed by complex matrices, chromatographic and mass spectrometric analysis in vegetable matter, smoke aerosols, part...

22-23 maio Southampton, UK

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CALENDÁRIO GERAL

EVENTOS 2013 FSEA Annual Spring Meeting and Technical Session 22-24 maio Clearwater Beach, FL www.fsea.net/ 36a Reunião Annual – Sociedade Brasileira de Química 25-28 maio Águas de Lindóia, SP http://www.sbq.org.br/36ra/ Junho/2013 10ème congrès francophone de l’AfSep sur les sciences séparatives et les couplages Like the previous editions, in September 2013 will provide an opportunity to gather academics, developers, designers and users of separation methods and related techniques around a forty lecture...

04-06 junho Paris, France http://www.sep2013.com/ European Lab Automation 2013 6-7 junho Hamburg, Germany http://selectbiosciences.com/conferences/index.aspx?conf=ELA2013 61st ASMS Conference Annual Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics 09-13 junho Minneapolis Convention Center Mineapolis, Minnesota, USA http://www.asms.org/ HPLC 2013: 39th International Symposium on High-Performance Liquid-Phase Separations and Related Techniques 16-20 junho Amsterdam, The Netherlands Call for poster presentations until May 1st, 2013 http://www.hplc2013.org/

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CALENDĂ RIO GERAL

EVENTOS 2013 The 38th International Symposium on Environmental Analytical Chemistry â&#x20AC;&#x201C; ISEAC38 with a special session on Food Safety 17-20 junho Lausanne, Switzerland http://www.iseac38.ch/ Green Chemistry & Engineering Conference (GC&E) 18-20 junho 2013 Bethesda, MD http://gcande.org/ Lab Trends Conference 19-20 junho 2013 Atlantic City, NJ http://www.labtrendsconference.com/ ICCE 2013 14th EuCheMS International Conference on Chemistry and the Environment 25-28 junho 2013 Barcelona, Spain http://www.icce2013.org/ Air & Waste Management Association 106th Annual Conference 25-28 junho 2013 Chicago, IL http://ace2013.awma.org/ 24th International Symposium on Pharmaceutical and Biomedical Analysis 30 junho-03 julho 2013 Reims, France http://www.pba2013.org/ Julho/2013 In Vino Analytica Scientia 2-5 julho Bologna, Italy http://www.univ-reims.fr/site/evenementin-vino-analytica-scientia-2013,14562,25097.html?

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CALENDÁRIO GERAL

EVENTOS 2013 PREP 2013 - 26th Symposium on Prep/Precess Chromatography 4-17 julho Boston, MA, USA http://www.prepsymposium.org/ Chirality 2013 7-10 julho Shanghai, China http://www.iscd25.org/dct/page/65562 ISPPP 2013, Int. Symposium on Peptide, Polynucleotide and Proteins 17-19 julho Boston, MA, USA http://www.isppp.org/ ICMGP Edinburgh 013 The 11th International Conference on Mercury as a Global Pollutant 28 julho-02 agosto Edinburgh, Scotland http://www.mercury2013.com/ Agosto/2013 Microscopy and Microanalysis 2013 04-08 agosto Indianapolis, USA http://www.microscopy.org/MandM/2013/ ExTech – 15th Internacional Symposium on Advances in Extraction Tecnologies 05-07 agosto João Pessoa, PB http://www.extech2013.com.br/ 15th Int. Symposium on Advances in Extraction 05-07 agosto João Pessoa, PB, Brazil http://www.extech2013.com.br/

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CALENDÁRIO GERAL

EVENTOS 2013 AOAC Annual Meeting and Exposition 25-28 agosto Chicago, IL, USA http://www.aoac.org/meetings1/127th_annual_mtg/main_2.htm XVII Euroanalysis’2013 25-29 agosto Warsaw, Poland http://www.euroanalysis2013.pl/ Setembro/2013 BMSS Annual Meeting 10th Symp. on the Practical Applications of Mass Spectrometry in the Biotechnology Industry 09-11 setembro Eastbourne, UK https://m360.casss.org/event.aspx?eventID=60846 Field Flow Fractionation (FFF) 17 setembro Dübendorf, Switzerland http://www.sach.ch/k13fff1.html 10th Symposium on the Practical Applications of Mass Spectrometry in the Biotechnology Industry 23-26 setembro Boston Park Plaza Hotel and Towers Boston, MA, USA https://m360.casss.org/frontend/event.aspx?EventId=60846 3° Congresso Analitica – Latin America 24-26 setembro São Paulo, SP http://www.analiticanet.com.br/ 19th International Symposium on Separation Sciences 25-28 setembro Porec, Croatia http://pierre.fkit.hr/hdki/isss/

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CALENDÁRIO GERAL

EVENTOS 2013 Outubro/2013 17º Encontro Nacional de Química Analítica 06-09 outubro Minascentro - Belo Horizonte, MG http://www.17enqa.com.br/ 20th Int. Symposium on Electro- and Liquid Phase-Separation Techniques 06-09 outubro Tenerife, Canary Islands, Spain http://itp2012.okstate.edu/2013-meeting.shtml CE Pharm 2013 15th Symposium on the Practical Applications for the Analysis of Proteins, Nucleotides and Small Molecules 06-10 outubro Arlington, VA, USA http://www.lia.org/conferences/icaleo/conference Mass Spectrometry in Environmental Chemistry, Toxicology, and Health 18-22 outubro Pacific Grove, CA, USA http://www.asms.org/conferences/asilomar-conference Advances in GC Technologies 30 outubro Runcorn, UK Novembro/2013 India Lab Expo 2013 21-23 novembro Hyderabad, India Dezembro/2013 V Congresso da Sociedade Brasileira de Espectrometria de Massas – BrMass 07-11 dezembro Campinas, SP http://www.brmass.com.br/index.asp

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CALENDร RIO GERAL

EVENTOS 2014 Janeiro/2014 HTC-13 & HTSP-3 Int. Symposium on Hyphenated Techniques in Chromatography and Separation Technology & Int. Symposium on Hyphenated Techniques for Sample Preparation 28-31 janeiro Bruges, Belgium http://www.htc-conference.org/ Marรงo/2014 Mass Spectrometry Applications to the Clinical Laboratory 6th Annual Conference & Exhibits 01-05 marรงo San Diego, CA, USA https://www.msacl.org/ Abril/2014 Analytica 2014 01-04 abril 24th International Trade Fair on Laboratory Equipment HPLC 2014 11-15 abril 41st International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques New Orleans, USA

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INFORMAÇÃO PARA AUTORES

Normas para publicação de artigos no Scientia Chromatographica (as normas mais detalhadas podem ser obtidas no website do periódico http://www.scientiachromatographica.com).

Escopo Scientia Chromatographica publica trabalhos em todas as áreas da Cromatografia, incluindo GC (colunas capilares, empacotadas, preparativas), LC (convencional, HPLC, U-HPLC, Prep-LC, micro-LC, nano-LC, TLC, PC), SFC (colunas empacotadas ou capilares), Técnicas Acopladas (GC-MS, LC-MS, SFC-MS, LC-GC, SFE-CE, GCxGC, LCxLC) e Técnicas de Preparo de Amostras (SPME, SBSE, MEPS, QuEChERS, LLE, MAE,SPE, LLE, etc.). A partir de 2012 o Scientia publica os seguintes formatos de artigos: • Artigos Originais de Pesquisa • Comunicação (“Short Communication”) • Artigos de Revisão Crítica

Os artigos de Revisão Crítica deverão antes de sua submissão serem discutidos com um dos ­co-editores mais relacionados ao assunto em questão. Devem conter uma contribuição nova a respeito de um assunto de grande interesse atual, incluindo uma discussão a respeito das vantagens e desvantagens do mesmo. O Scientia não publica apenas relato de artigos descritos na literatura, sem uma discussão crítica sobre os mesmos.

Os artigos Originiais de Pesquisa deverão conter resultados de laboratório e/ou teóricos, que signifiquem uma contribuição expressiva para a área de técnicas de separação, seja ela conceitual, na instrumentação, ou na aplicação.

Os artigos do tipo Comunicação deverão ter a mesma qualidade dos artigos Originais, porém devido a seu caráter de comunicação preliminar usualmente são de menor extensão.

Envio do Artigo Os artigos deverão ser encaminhados para periodico@scientiachromatographica.com. Os artigos do tipo Revisão deverão antes de seu envio pelo website ter o aval de um dos co-Editores do periódico, caso contrário não serão avaliados. Todos os artigos, independentemente do formato, deverão ser submetidos exclusivamente ao Scientia, com o entendimento de que eles não foram anteriormente submetidos, não estão sendo e não serão posteriormente publicados em outro veículo. Autores que utilizarem tabelas, ilustrações, figuras, ou textos contendo mais de 25 palavras, anteriormente publicados em outro periódico – sendo ou não autores do artigo – deverão obter a devida permissão por escrito do portador dos direitos de cópia (“Copyright”). Esse documento deverá permanecer de posse dos autores, sendo encaminhado ao Scientia, quando solicitado.

Idioma Os artigos, com exeção dos de Revisão, podem ser escritos preferencialmente em inglês, porém em Português e Espanhol também serão aceitos. Os autores cujo idioma nativo não for o empregado na redação do artigo são orientados a solicitar a colaboração de colegas fluentes no idioma, antes de enviar o artigo para o periódico.

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CALENDÁRIO GERAL

Tipos de contribuições aceitas para publicação no Scientia O Scientia Chromatographica considera para publicação quatro tipos de contribuição: • Artigos Originais de pesquisa: descrevem resultados de estudos completos. Deverão conter resultados de laboratório e/ou teóricos, que signifiquem uma contribuição expressiva para a área de técnicas de separação, seja ela conceitual, na instrumentação, ou na aplicação. Este tipo de contribuição é limitado a 6.000 palavras, incluindo as legendas das figuras e as referências, e no máximo 5 tabelas e/ou figuras somados. No momento do envio da prova de impressão, caso isto ocorra o autor será consultado se prefere revisar o artigo para enquadrá-lo em até 7 páginas, ou se prefere pagar as páginas excedentes. O número de páginas de um artigo depende muito das figuras e tabelas do mesmo. Este critério não é aplicado aos artigos convidados, cujo número de páginas será informado ao autor no momento do convite.

• Comunicações (“Short Communication”): são artigos completos, porém que relatam resultados mais curtos, oportunos, e/ou cuja relevância requer sua rápida publicação. Deverão ter a mesma qualidade dos artigos Originais porém, devido a seu caráter de comunicação preliminar, usualmente são de menor extensão. Este tipo de publicação deve ter no máximo quatro páginas impressas, incluindo todo o artigo, ou seja, tabelas, figuras e referências. O autor deve indicar claramente que se trata de uma comunicação no topo da primeira página do artigo.

• Artigos de Revisão crítica: revisões críticas sobre uma area específica das técnicas cromatográficas e relacionadas são também consideradas para publicação. Esses artigos devem se limitar a no máximo 10.000 palavras, incluindo as legendas, e até 10 tabelas e figuras somadas.

Os artigos de Revisão Crítica deverão antes de sua submissão serem discutidos com um dos co-Editores mais relacionados ao assunto em questão. Artigos não encaminhados desta forma serão antes enviados a um co-Editor da área em que se enquadre para parecer e, somente então, serão enviados aos revisores, podendo atrasar significativamente sua publicação. Devem conter uma contribuição nova a respeito de um assunto de grande interesse atual, discutindo as vantagens e desvantagens do mesmo. O Scientia não publica apenas relato de artigos descritos na literatura, sem uma discussão crítica sobre os mesmos.

• Artigos de Alta Prioridade: são publicados no primeiro número disponível do periódico, recebendo prioridade máxima de todo o sistema Editorial do periódico. Para justificar sua publicação como alta prioridade, os manuscritos deverão apresentar, de forma resumida, resultados importantes de recentes desenvolvimentos na área de cromatografia e técnicas relacionadas (espectrometria de massas, preparo de amostras, eletroforese capilar e outros). Não precisam conter resultados experimentais detalhados, sendo limitados a 2.500 palavras e três figuras e/ou tabelas combinadas.

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