Sc v6n4

ISSN 1984-4433

www.scientiachromatographica.com

2014

Volume 6 | Número 4

SCIENTIA CHROMATOGRAPHICA

Publicação disponível na internet:

225 COLACRO XV Meeting Report and Welcome COLACRO XVI Fernando M. Lanças

2014 | Volume 6 | Número 4

241 Development of a new liquid phase microextraction method with hollow fiber HF-SBME for the analysis of the organochlorine compounds in water samples by GC-ECD Jhon Alexander Fiscal Ladino, Sandra Liliana Correa Chacón, Sandra Ceballos Loaiza, Alberto de la Ossa Salcedo, Gonzalo Taborda Ocampo, Cristina Nerin, Milton Rosero-Moreano

251 Extracción selectiva y detección específica de biomarcadores saturados del petróleo Elena E. Stashenko, Jairo René Martínez, Mayra Robles

269 Restricted access material as sorbent for in-tube-LC-UV to determine sulfonamides in milk samples Valeria Cristina Jardim, Fernanda Helena Salami, Andréa Rodrigues Chaves, Maria Eugênia Costa Queiroz

277 New on-column GC sample injection techniques: Making holes in separation capillaries Jorge M. T. B. Varejão, M. Conceição Cruz Costa

Rua Princesa Isabel, 265 - Jardim Paraíso São Carlos (SP) - CEP 13561-140 Fone/ Fax: (16) 3501-4140 | www.iicweb.org

2014 | Volume 6 | Número 4

Instituto Internacional de Cromatografia

Uma publicação do Instituto Internacional de Cromatografia www.iicweb.org

Scientia Chromatographica Corpo Editorial Consultivo

Editor-in-Chief

Fernando M. Lanças Universidade de São Paulo Instituto de Química de São Carlos 13560-970 São Carlos (SP) - Brasil editor@scientiachromatographica.com

Editores Associados

Carol H. Collins Pilares da Cromatografia

Maria E. Queiroz Preparo de Amostras

Cláudia Zini Cromatografia Gasosa

Elina B. Caramão Cromatografia Gasosa

Daniel Armstrong – EUA Dietrich von Bauer – Chile Fábio Augusto – Brasil Fátima Dutra – Brasil Flávio Leite – Brasil Frank Svec – EUA Harold McNair – EUA Humberto Gómez – México Isabel Cristina Sales Fontes Jardim – Brasil Jailson B. de Andrade – Brasil Janusz Pawliszyn – Canadá Kiyoratsu Jinno – Japão Luigi Mondello – Itália Marcos Eberlin – Brasil Marina Tavares – Brasil Milos Novotny – EUA Milton Lee – EUA Norberto Peporine Lopes – Brasil Phillip Marriott – Australia Pierina Bonato – Brasil Quézia Cass – Brasil Renato Zanella – Brasil Endereço do Periódico

Elena Stashenko Espectrometria de Massas

Pierina Sueli Bonato Técnicas Eletroforéticas

Scientia Chromatographica Rua Princesa Isabel, 265 - Jardim Paraíso 13.561-140 - São Carlos (SP) - Brasil Fone/Fax: (16) 3501-4140 karen.favaro@iicweb.org / info@iicweb.org www.scientiachromatographica.com

Ficha catalográfica elaborada pela Seção de Aquisição e Tratamento da Informação do SBI/IQSC Fabio Augusto Cromatografia Gasosa

Álvaro J. Santos Neto Troubleshooting

Scientia Chromatographica / Associação Internacional de Cromatografia. - vol.6 n.4 (out./dez. 2014). São Carlos: Associação Internacional de Cromatografia, 2014 Trimestral ISSN 1984-4433 1. Cromatografia. 2. Lanças, Fernando Mauro, editor chefe.

Isabel C. S. Fontes Jardim HPLC

Renato Zanella Preparo de Amostras

CDD 543.8

ISSN 1984-4433

Periódico Trimestral do Instituto Internacional de Cromatografia

2014 | Volume 6 | Número 14

Uma publicação do Instituto Internacional de Cromatografia www.iicweb.org

SUMÁRIO

Editorial................................................................................................................................................................................................................223 Fernando M. Lanças

MEETING REPORT COLACRO XV Meeting Report and Welcome COLACRO XVI................................................................. 225 Fernando M. Lanças

PREPARO DE AMOSTRAS Development of a new liquid phase microextraction method with hollow fiber HF-SBME for the analysis of the organochlorine compounds in water samples by GC-ECD..................................... 241 Jhon Alexander Fiscal Ladino, Sandra Liliana Correa Chacón, Sandra Ceballos Loaiza, Alberto de la Ossa Salcedo, Gonzalo Taborda Ocampo, Cristina Nerin, Milton Rosero-Moreano

ESPECTROMETRIA DE MASSAS Extracción selectiva y detección específica de biomarcadores saturados del petróleo............ 251 Elena E. Stashenko, Jairo René Martínez, Mayra Robles

PREPARO DE AMOSTRAS Restricted access material as sorbent for in-tube-LC-UV to determine sulfonamides in milk samples...................................................................................................................................................................... 269 Valeria Cristina Jardim, Fernanda Helena Salami, Andréa Rodrigues Chaves, Maria Eugênia Costa Queiroz

CROMATOGRAFIA GASOSA New on-column GC sample injection techniques: Making holes in separation capillaries........... 277 Jorge M. T. B. Varejão, M. Conceição Cruz Costa

IIC...........................................................................................................................................................................................................................284 Biblioteca IIC......................................................................................................................................................................................................285 Calendário de Cursos | 2015........................................................................................................................................................................286 Normas para Publicação...............................................................................................................................................................................287

Scientia Chromatographica 2014; 6(4)

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Scientia Chromatographica 2014; 6(4):223 Instituto Internacional de Cromatografia http://dx.doi.org/10.4322/sc.2015.007 ISSN 1984-4433

EDITORIAL

Mensagem do Editor Fernando M. Lanças* Universidade de São Paulo Instituto de Química de São Carlos 13560-970 São Carlos (SP) – Brasil *flancas@iqsc.usp.br

Com este número chegamos ao final do sexto volume (não contando o inaugural, denominado número zero, ou seja, SC V0N0).

Mais de 7 anos se passaram desde o anúncio do lançamento do Scientia Chromatographica até o presente, quando o periódico adquire maturidade e sedimenta sua posição como mais importante forum de apresentação e discussão dos avanços na área de cromatografia e técnicas relacionadas na América Latina.

Três importantes fatores tem contribuido para esta posição: (1) A qualidade de seu corpo Editorial e dos artigos encaminhados para publicação.

(2) O acesso livre-gratuito ao periódico desde seu lançamento, tanto para os leitores quanto para os autores; (3) Os patrocinadores que contribuiram para que o periódico pudesse ser de livre acesso.

Um novo passo dado recentemente foi o acesso eletrônico gratuiro ao periódico - desde o Volume zero, Número zero, até o atual sem burocracia. O resultado tem sido bastante positivo, de acordo com nossas informações.

Conforme afirmei acima, uma das principais fontes do sucesso do periódico é a qualidade dos trabalhos nele publicados. Este número corrobora esta afirmação: excelentes e diversificados artigos estão a sua disposição para serem abertos, impressos, lidos e utilizados em suas atividades profissionais. Escritos por líderes em sua área de atuação, certamente contribuirão não apenas na parte professional como fonte de informações como, também, na parte educacional com textos bastante didáticos atingindo, inclusive, os noviços.

Espero que gostem.

Fernando M. Lanças Editor-chefe

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EXPECT INNOVATION

Scientia Chromatographica 2014; 6(4):225-239 Instituto Internacional de Cromatografia http://dx.doi.org/10.4322/sc.2015.008 ISSN 1984-4433

MEETING REPORT

COLACRO XV Meeting Report and Welcome COLACRO XVI Fernando M. Lanças Universidade de São Paulo, Instituto de Química de São Carlos 13560-970 São Carlos (SP), Brasil flancas@iqsc.usp.br

Scientia Chromatographica 2014; 6(4)

Um pouco de história

O COLACRO (Congresso Latino Americano de Cromatografia e Técnicas Relacionadas) surgiu através de uma iniciativa do Prof. Fernando Lanças de estabelecer um forum para discussão das técnicas cromatográficas e associadas na América Latina. A primeira versão foi realizada no Copacabana Palace Hotel, Rio de Janeiro, Brasil, em 1986[1], com a importante colaboração do Prof. Harold McNair (USA), Prof. Carel Cramers (Holanda) e Prof. Pat Sandra (Bélgica), como membros do Comitê Científico Permanente[2]. O evento contou com a presença dos principais pesquisadores internacionais ativos na área, incluindo Carl Giddings (USA), Josef Huber (Austria), Gehard Schomburg (Alemanha), Rudolf Kaiser (Alemanha), Harold McNair (USA), Carel Cramers (Holanda), Pat Sandra (Bélgica) e muitos outros[3]. Uma exposição de equipamentos, softwares, materiais didáticos e de consumo mostrou as grandes novidades no mercado internacional da cromatografia e técnicas relacionadas[4]. Neste evento decidiu-se dar um caráter Latino-Americano ao evento, e que o mesmo seria realizado a cada dois anos. Ficou decidido também que o próximo evento seria realizado em 1988, na cidade de Buenos Aires, capital da Argentina, ocasião na qual consolidou-se como o forum LatinoAmericano na área[5].

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Lanças FM

COLACRO XV Meeting Report and Welcome COLACRO XVI

A Tabela 1 relaciona os paises, datas e cidades que já hospedaram o COLACRO. Tabela 1. Países que já hospedaram o COLACRO.

Edição

Ano

Local

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII/XIV XV

1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008/2012 2014

Rio de Janeiro, Brasil Buenos Aires, Argentina Águas de São Pedro, Brasil Cidade do México, México Concepción, Chile Caracas, Venezuela Águas de São Pedro, Brasil Buenos Aires, Argentina Cartagena de Indias, Colômbia Campos do Jordão, Brasil Mérida, México Florianópolis, Brasil Cartagena de Indias, Colômbia

O COLACRO XV Dando sequência ao enorme sucesso alcançado no COLACRO XIV, ocorrido em Florianópolis, Brasil, em 2014, a décima quinta versão do evento (COLACRO XV) foi realizada no Hotel Caribe, na linda cidade histórica de Cartagena de Indias, Colombia (Figura 1), entre 29 de Setembro e 03 de Outubro de 2014. O evento foi recheado de atividades científicas, tecnológicas, educacionais e sociais, com várias inovações implantadas pelos organizadores locais. Em paralelo ao COLACRO

XV, ocorreu o 7o COCOCRO (Congresso Colombiano de Cromatografia).

Mais de 400 pessoas, de diferentes países, participaram deste que foi o maior evento realizado na América Latina dedicado exclusivamente às técnicas cromatográficas, no ano 2014. Promovido e coordenado pelo Comitê Latino-Americano de Cromatografia, Comitê Científico Permanente e Comitê Organizador Local, o evento teve um amplo e diversificado programa técnico e científico, abrangendo praticamente todas as técnicas de separação e afins (espectrometria de massas, preparo de amostras e outras).

Três Cursos Pré-Congresso, realizados em paralelo no dia 29 de setembro, abordaram aspectos relevantes das principais técnicas de separação e correlatas: Avanços Recentes em Cromatografia Gasosa e Acoplamentos – HRGC e GC-MS, coordenado por Elena Stashenko (Colombia); Avanços Recentes em Cromatografia Líquida e Acoplamentos– HPLC e LCMS/MS, coordenado por Fernando M. Lanças (Brasil) e Tendências Inovadoras em Técnicas de Extração e Preparação de Amostras, coordenado por José Manuel Nogueira (Portugal). A duração dos cursos foi de um dia, apresentados na forma de seminários por especialistas da área, inclusive vários do exterior, coordenados por um pesquisador de destaque no assunto tratado em cada curso. Cerca de 100 pessoas participaram dos três cursos oferecidos neste dia.

Figura 1. Cartagena de Indias, Colombia.

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COLACRO XV Meeting Report and Welcome COLACRO XVI

Sete Conferências Plenárias foram apresentadas por líderes internacionais em suas respectivas áreas de atuação: J. Pawliszyn (University of Waterloo, Canada); E. Stashenko (Universidad Industrial de Santander, Colombia); L. Mondello (University of Messina, Italy); F. Lanças (USP-IQSC, Brasil); F. Svec (Molecular Foundry of the Lawrence Berkeley National Laboratory, USA); A.S.Neto (USP-IQSC, Brasil); J.M.F. Nogueira (University of Lisbon, Portugal); Quatro Seminários Técnicos foram organizados e apresentados com apoio das empresas patrocinadoras do evento, sempre contando com grande participação dos congressistas.

Doze Simpósios Temáticos (ST), organizados e coordenados por pesquisadores líderes em sua área de atuação, abordaram assuntos bastante diversificados de maneira a oferecer ampla cobertura nas mais diferentes áreas de aplicações das técnicas de separação: da análise de alimentos à área forense; de combustíveis a bioanalítica; de produtos natuarais à análise ambiental, dentre outros temas que atrairam uma grande parcela dos presentes. Os Simpósios Temáticos foram apresentados na forma de seminários coordenados, contando com 16 apresentações orais, o que permitiu aos presentes uma visão atual e única do estado-da-arte das recentes aplicações das técnicas de separação nas mais diferentes áreas. Adicionalmente, 40 outros trabalhos foram selecionados para apresentação oral durante o evento, focalizando aspectos atuais do desenvolvimento na área de cromatografia, espectrometria de massas e preparo de amostras, assim como suas aplicações em diversas áreas.

Mais de 600 Pôsteres foram aceitos para apresentação no evento, dentre os mais de 800 recebidos para avaliação pela Comissão Organizadora o que, juntamente com os demais dados descritos neste “meeting report” evidenciam a dimensão e diversidade do COLACRO XV. A Exposição contou com a montagem de 20 unidades (estandes), de diferentes dimensões,

Lanças FM

com a participação de todas as grandes empresas da área, especilizadas na produção de equipamentos, acessórios, softwares, serviços, e outros bens. Os expositores informaram que a qualidade e o número de visitantes da Exposição superaram em muito suas expectativas. Por outro lado, os visitantes ficaram muito bem impressionados com as montagens, materiais expostos e qualidade das informações fornecidas pelos expositores, fazendo com que mais uma vez a Exposição do COLACRO se revertesse em sucesso para ambas as partes, objetivo maior desta sessão do evento.

Como celebração do evento, e como uma forma de dar as boas vindas aos congressistas, na noite do dia que anteceu a abertura ocorreu uma atividade (no mínimo) bastante diferente: o desafio proposto pela Colombia para realizar em Cartagena, e como parte dos eventos sociais do COLACRO, “La Cata de RON más Grande del Mundo – World Largest RUM Tasting” (Figura 2). A atividade foi monitorada pelo Guiness World Records, com a intenção de registrá-la no Guiness Book como a maior degustação de rum do mundo. Mais de 400 pessoas participaram do evento, coordenadas por mestres do run, 8 pessoas de apoio técnico e o certificador do Guiness, em uma viagem sensorial examinando runs procedentes de diferenes regiões. Ao final, foi anunciado pelo certificador que o objetivo havia sido atingido e que o mesmo passaria a fazer parte do Guiness Book como a maior degustação de run do mundo.

Segunda-Feira, 29 de setembro: Cursos Pré-Congresso ( “short-courses”) Durante o dia 29 de Setembro, como atividade científica pré-congresso foram oferecidos os seguintes cursos: Avanços Recentes em Cromatografia Gasosa e Acoplamentos – HRGC e GC-MS, coordenado por Elena Stashenko (Colombia); Avanços Recentes em Cromatografia Líquida e Acoplamentos– HPLC e LCMS/MS, coordenado por Fernando M. Lanças (Brasil) e Tendências Inovadoras em Técnicas de Extração e Preparação de Amostras, coordenado por José

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COLACRO XV Meeting Report and Welcome COLACRO XVI

Figura 2. Realização do maior evento de degustação de rum do mundo (World’s Largest Rum Tasting), auditado pelo Guiness Book.

Manuel Nogueira (Portugal). Os cursos, ministrados por pesquisadores internacionais, tiveram muito boa participação dos congressistas. Assim, o objetivo de trazer aos congressistas o “estado-da-arte” nestas técnicas foi plenamente atingido. Às 17:00 horas houve o encerramento dos cursos, seguido de uma discussão informal entre os docentes e participantes dos cursos interessados em estender um pouco mais o assunto. À noite, ocorreu a esperada degustação de rum, contando com a presença de um auditor do Guiness Book, o qual constatou e certificou que se tratou da maior degustação de rum já realizada no mundo.

Terça-feira, 30 de Setembro A abertura do COLACRO XIV ocorreu no dia 30 de setembro, terça-feira, às 07:40, estando presentes os membros do Comitê Científico Permanente do COLACRO 228

(Figura 3), Prof. Dr. Fernando M. Lanças (IQSC-USP, Presidente); Prof. Dr. Luigi Mondello (Universidade de Messina, Itália); Profa. Dra. Elena Stashenko (Universidad Industrial de Santander, Colombia).

Após o ato formal de abertura, e ouvidos os presentes na mesa, deu-se início à programação científica do COLACRO XV com a apresentação da Conferência de Abertura pelo Prof. Fernando Lanças (USP-IQSC, Brasil) denominanda “Unified Chromatography: Turning a dream into a reality?”.

Ainda nesta sessão, o Presidente do COLACRO, Prof. Lanças, anunciou que o homenageado a receber a Medalha COLACRO, mais prestigiosa honraria na área na América Latina, seria o Dr. Frantisek (Frank) Svec, do E.O. Lawrence Berkeley National Laboratory, Molecular Foundry, USA, (Figura 4) pela reconhecida contribuição ao desenvolvimento da área de cromatografia em suas mais diferentes vertentes (HPLC, micro-LC, HRGC, micro técnicas Scientia Chromatographica 2014; 6(4):225-239

COLACRO XV Meeting Report and Welcome COLACRO XVI

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Figura 3. Sessão de abertura do COLACRO XV com a presença dos membros do Comitê Científico Permanente do COLACRO. Ao centro Elena Stashenko (Colombia) tendo a sua direita Luigi Mondello (Itália), e à esquerda Fernando Lanças (Brasil). Observa-se à extrema direita o Dr. Mark Cesa, Presidente da IUPAC.

Figura 4. Dr. Frank Svec, do E.O. Lawrence Berkeley National Laboratory, Molecular Foundry, USA, recebe a Medalha COLACRO 2014.

de preparo de amostras, dentre outras), especialmente pelo trabalho pioneiro sobre monolitos em técnicas de separação. A medalha COLACRO já foi entregue

a diversos pesquisadores de renome internacional (Tabela 2) que contribuiram para o desenvolvimento e disseminação da técnica na América Latina.

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Tabela 2. Recebedores da Medalha COLACRO entre 1986 e 2014.

COLACRO

Ano

Homenageado

Local da Premiação

I II III IV V VI

1986 1988 1990 1992 1994 1996

Brasil Argentina Brasil Mexico Chile Venezuela

VII

1998

VIII IX X XI XII XIII XIV XV

2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014

Harold McNair Fernando M. Lanças Remolo Ciola Armando Manjarrez Carl Cramers Pat Sandra Milton Lee Clyde Carducci Milos Novotny Januz Pawliszyn Elena Stashenko Humberto Gomez Luigi Mondello – Kiyokatsu Jinno Frank Svec

A sessão de abertura foi encerrada e a Exposição (Figura 5) foi aberta com o oferecimento de um “coffee break” a todos os presentes. A visita à Exposição de equipamentos, acessórios, literatura, softwares, consumíveis da área e outros, foi bastante concorrida; todos os estandes disponíveis foram ocupados e, em certos momentos, parecia pequena demais para abrigar todo o público interessado na visita. As principais empresas da área de Cromatografia, Espectrometria de Massas, Preparo de Amostras, Consumíveis e assuntos relacionados, estavam presentes na Exposição, sendo a qualidade da mesma considerada um diferencial importante pelos visitantes.

A seguir deu-se início aos Simpósios Temáticos (ST) sendo que nesta manhã foram programados dois temas em paralelo: Inovações em Sistemas de Separação (IN) e Alimentos e Bebidas (AB). No ST-IN foram programadas duas apresentações, sendo uma sobre “The power and the beauty of mass spectrometry” por A.T. Lebedev, da Moscow State Lomonosov University, Moscow, Russia, e “A Journey through the development of sol-gel materials in separation science” por A. Malik da University of South Florida, USA. 230

Brasil Argentina Colombia Brasil México Brasil Chile (cancelado devido a terremoto) Brasil Cartagena, Colombia

Em paralelo, ocorreu o ST-AB com a apresentação “New results on foodomics investigations of cancer and metabolomics of Alzheimer” por A. Cifuentes do Laboratory of Foodomics, CIAL (CSIS), Madrid, Spain, seguida do tema “Relevant compounds of Brazilian chardonnay wines and sparkling wines unveiled using comprehensive two-dimensional gas chromatography” por C. Zini da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Brasil. Após um intervalo, uma terceira sessão de Simpósios Temáticos (ST) foi apresentada esta manhã, contemplando ainda o tema Inovações em Sistemas de Separação (IN). A primeira palestra foi apresentada por Jaap de Zeeuw, da Restek corporation, Holland, com o tema “Considerations for choosing a different carrier gas in gas chromatography”, a qual foi seguida pelo tema “Features and criteria for overloading of gas chromatographic sustems” por I.G. Zenkevich, da St. Petersburg State University, Russia.

Em paralelo, ocorreram várias outras atividades incluindo apresentações orais, de seminários técnicos patrocinados pelas empresas, Exposição, e uma concorrida e bastante ampla sessão de pôsteres (Figura 6).

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Figura 5. Vista parcial da Exposição do COLACRO XV.

Figura 6. Vista da Sessão de Posteres.

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No período da tarde, o Prof. Janusz Pawliszyn, da University of Waterloo, Canada, apresentou a Conferência Plenária “Solid Phase Microextraction of complex systems – advantages and limitations”, discutindo recente aplicações da técnica assim como suas principais virtudes e limitações. As demais sessões que ocorreram em paralelo no período da manhã, tiveram continuidade à tarde. À noite, foi programada uma atividade sociocultural muito interessante, abordando o tema “Caribean Folklore” (Figura 7), e encerrando as atividades programadas para o primeiro dia do evento.

Quarta-feira, 01 de outubro As atividades científicas do dia iniciaram com a Conferências Plenária “Flow-modulated GC x low pressure-GC: A novel approach for high resolution/

COLACRO XV Meeting Report and Welcome COLACRO XVI

sensitivity separations in gas chromatography” apresentada por Luigi Mondello da University of Messina, Italia. A seguir ocorreram dois Simpósios Temáticos (ST) em paralelo: Bioanalítica (BIO) e Química Forense (QF), cada um deles com duas apresentações. O STI-BIO iniciou com a apresentação “Capillary Electrophoresis and Bioanalysis”, por A. Cifuentes do Laboratory of Foodomics, CIAL (CSIS), Madrid, Spain, seguido da apresentação de P.A.G. Gómez da University of Caldas, Colombia com o tema “Towards the construction and analysis of the proteomic map of human intestinal mucus”. Em paralelo, ocorreu o ST-QF que iniciou com a apresentação de Elena Stashenko sobre o tema “Strategies for the extraction and chromatographic analysis of arson” e foi seguida pelo tema “Las nuevas substancias psicoativas (NPS): un reto para los laboratorios forenses”, apresentado por W.F.G. Méndez da Fiscalia General de la Nación,

Figura 7. Momento de descontração durante o show folclórico. Da esquerda para a direita Elena Ibanez, Luigi Mondello, Alejandro Cifuentes e um pesquisador italiano colaborador do L. Mondello.

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Bogotá, Colombia. O período da manhã contemplou ainda várias atividades em paralelo, incluindo seminário técnico, visita à Exposição, posteres e apresentações orais.

Durante o período dedicado ao almoço uma inovação de grande sucesso foi introduzida no COLACRO: a CromatOlimpiada (Figura 8), atividade coordenada pela Profa. Elena Stashenko, a qual teve continuidade no dia seguinte, mesmo horário. Trata-se de uma olimpíada envolvendo a resolução de problemas de cromatografia, com premiação para os melhores estudantes. Houve intensa participação dos congressistas, através de uma saudável disputa de conhecimentos em cromatografia.

No período da tarde, a principal atividade científica foi a apresentação da Conferência Plenária “Floating Sampling Technology – A New analytical

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approach for sorptive microextraction techniques” pelo Prof. José Manuel F. Nogueira da University of Lisbon, Portugal. O final do dia contemplou uma atividade sóciocultural denominada “Leyendas y Fortificaciones”, cuja principal atração foi uma visita guiada ao Castelo de San Felipe, encerrando as atividades programadas para o dia (Figura 9).

Quinta-feira, 02 de outubro As atividades científicas do penúltimo dia do evento iniciaram com a apresentação da Conferência Plenária “Monolithic columns with new chemistries including metal nanoparticles for rapid and efficient separations”, pelo recebedor da Medalha COLACRO Dr. Frank Svec do E.O. Lawrence Berkeley National Laboratory, Molecular Foundry, USA.

Figura 8. Grupo participante da CromatOlimpiada.

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Figura 9. Atividade sócio-cultural do COLACRO XV.

Dois Simpósios Temáticos (ST) foram apresentados no período da manhã, sendo um sobre Química Ambiental (ST-QA) e o outro a respeito de Produtos Naturais (ST-PN). O Simpósio ST-QA iniciou com a apresentação do tema “Green Foodomics: New environmentally friendly processes for bioactives extraction” por Elena Ibañez do Institute of Investigation of Food Science (CIAL), Laboratory of Foodomics, Madrid, Spain, o qual foi seguido pela apresentação “Simultaneous multiresidue determination of pesticides and veterinary drugs in soil by modified QuEChERS extraction and UHPLC-MS/MS” por Renato Zanella da Federal University of Santa Maria, Brasil. Em paralelo, o Simpósio ST-PN teve a apresentação denominada “Comprehensive two-dimensional gas chromatography and chemometrics to explore fungus biochemistry” por Fabio Augusto do IQ-UNICAMP, Brasil. A sessão foi concluida com o trabalho apresentado por D. Sinucol da Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia, 234

com o título “Molecular sensory approach: the aroma of Passiflora fruits”. Ainda no período da manhã foram apresentadas diversas atividades em paralelo, incluindo a sessão de posteres, apresentações orais, seminário técnico, Exposição, dentre outras. No horário do almoço houve continuidade, com grande sucesso, da CromatOlimpiada, encerrada nesta sessão. Além da continuidade das sessões em paralelo descritas, no período da tarde o destaque foi para a Conferência Plenária de Álvaro S. Neto da Universidade de São Paulo-IQSC, Brasil, com o tema “Sorption-based microextraction and capillary liquid chromatography: miniaturization on the analysis of complex samples”, a qual encerrou as atividades científicas deste dia.

Sexta-feira, 03 de outubro O ultimo dia do evento caracterizou-se por atividades científicas apenas no periodo da manhã, Scientia Chromatographica 2014; 6(4):225-239

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ficando o período da tarde para reuniões científicas, de negócios, sócio-culturais e outras atividades de interesse dos congressistas. Esta amanhã teve como primeira atividade a apresentação de Seminário Temático sobre Petroquímica (ST-PQ). A primeira apresentação foi sobre o tema “Biodiesel production employing pressurized fluids and their characterization by High Resolution Gas Chromatography” por Fernando M. Lanças da Universidade de São Paulo-IQSC, Brasil. Concluindo a sessão, M. Castañeda, do Instituto Colombiano del Petróleo, Santander, Colombia, brindou os presents com a apresentação denominada “Seguimiento a la calidad del JET transportado en poliductos multipropósito usando Cromatografia de Gases”. Em paralelo a esta sessão ocorreu a apresentação de vários trabalhos na forma oral, parte em paralelo com a apresentação de posteres.

A última atividade científica antes do encer­ ramento foi a apresentação da Conferência Plenária

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de Elena Stashenko, da Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia, com título “Metabolômica de flores: la relevancia de diferentes métodos cromatográficos y de extracción”.

Sessão de Encerramento A sessão de Encerramento do COLACRO XV (Figura 10) teve início às 12:00 horas. Inicialmente foi efetuado um balanço do evento, com a apresentação do número de participantes, número de trabalhos/posteres, simpósios, etc. Ou seja, um resumo dos resultados numéricos do evento. A distribuição dos participantes do COLACRO XV por país está listada na Tabela 3.

No total, 24 paises estiveram representados no evento, sendo pouco mais da metade proveniente do país anfitrião, Colombia, seguido do Brasil com mais de 16% e do Chile com 6% dos conferencistas. Esta distribuição é melhor visualizada na Figura 11.

Figura 10. Sessão de encerramento do COLACRO XV. Scientia Chromatographica 2014; 6(4):225-239 235

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COLACRO XV Meeting Report and Welcome COLACRO XVI

Tabela 3. Distribuição dos participantes de acordo com o país de origem.

País

Participantes

Afeganistão Alemanha Argentina Bolívia Brasil Canadá Chile Colômbia Cuba Equador Espanha Estados Unidos Holanda Itália Inglaterra México Paraguai Peru Portugal Porto Rico Rússia Suécia Uruguai Venezuela

1 4 5 1 64 3 23 252 1 1 5 12 1 2 1 14 5 1 1 3 2 1 5 3

A Figura 12 ilustra a distribuição dos participantes de acordo com a categoria de inscrição (estudante ou profissional), e nacionalidade (colombianos ou estrangeiros).

A seguir foi efetuada a entrega de prêmios para os melhores posteres de cada dia. Uma comissão pesquisadores foi encarregada de selecionar os melhores trabalhos para recebimento dos prêmios e certificados de premiação. Após muita dificuldade, devido à elevada qualidade dos trabalhos, foram selecionados 13 pôsteres que apresentaram pontuação maxima dos examinadores. Foi então efetuado um sorteio para escolher dentre eles qual receberia o certificado de primeiro lugar, sendo sorteado o trabalho “Estudio de la fracción volatile de la flor de Veitchiamerrillii por microextración en fase sólida” de autoria de A.F. Ramires Q., D.C. Bernal B., J.R. Martinez M., E.E. Stashenko.

236

Foi lembrado, ainda, que o Journal of Separation Science (Wiley) estará organizando um número especial dedicado ao COLACRO[6], assim como o periódico Scientia Chromatographica[7] estará publicando artigos submetidos e informando de sua apresentação no evento.

Anunciando o COLACRO XVI Durante o encerramento do COLACRO XVI foi confirmado e anuncioado que o COLACRO XVI será realizado em Portugal, sob coordenação local do Prof.

Dr. José Manuel F. Nogueira da Universidade de Lisboa.

Trata-se de um evento especial de comemoração dos 30 anos do COLACRO, e que terá caráter Íbero-Americano, contando com apoio de várias instituições de Portugal (como a Sociedade Portuguesa de Química e o Grupo de Cromatografia de Portugal) e da Espanha, a serem informadas oportunamente. O tema do evento é, muito apropriadamente, “Building Bridges of Cooperation in Separation Science”.

Cumpridas todas as etapas programadas para o encerramento do evento, o Prof. Lanças agradeceu a todos os participantes, patrocinadores, expositores, colegas e membros dos Comitês Organizadores a contribuição indispensável para que o evento tivesse o êxito que teve. Convida a todos para a próxima versão do evento, COLACRO XVI, em Lisboa, Portugal[8], onde poderemos juntar as pessoas para separarmos os analitos. Até lá.

Agradecimentos O Comitê Permanente do COLACRO, responsável pela organização do evento, gostaria de agradecer a Profa. Elena Stashenko pelo excelente trabalho à frente da organização dos aspectos científicos do COLACRO XV. Ao Prof. Fabián Parada, Presidente da Sociedade Colombiana de Ciencias Químicas por todo o apoio ao evento, assim como pelas dados estatísticos e figuras a eles referentes empregados neste relatório. Agradece também aos Patrocinadores do evento e a todas as instituições que colaboraram de alguma forma para sua realização.

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COLACRO XV Meeting Report and Welcome COLACRO XVI

Lanças FM

Figura 11. Distribuição dos inscritos no COLACRO XV por país de origem.

Figura 12. Distribuição dos inscritos no COLACRO XV por tipo de inscrição (estudantes ou profissionais) e país de origem (Colombia ou outros).

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Lanças FM

COLACRO XV Meeting Report and Welcome COLACRO XVI

Comitês do COLACRO XV Comité Científico Internacional Fernando M. LANÇAS (Brasil) – Presidente Elena E. STASHENKO (Colômbia) Harold McNAIR (Estados Unidos) Kiyokatsu JINNO (Japão) Luigi MONDELLO (Itália)

Diana Cristina SINUCO (Sociedad Colombiana de Ciencias Químicas, Bogotá) Elena E. STASHENKO – Vicepresidente (CENIVAM- Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga) Fabián PARADA – Presidente (Sociedad de Colombiana de Ciencias Químicas, Bogotá)

Pat SANDRA (Bélgica)

Harold Duban ARDILA (Sociedad Colombiana de Ciencias Químicas, Bogotá)

Comité Honorário Carel CRAMERS (Holanda)

Jairo Arturo GUERRERO (Universidad Nacional de Colombia, Bogotá)

Comité Científico Local

Luz Patricia RESTREPO (Universidad Nacional de Colombia, Bogotá)

Amner MUÑOZ (Universidad del Norte, Barranquilla)

Comité Logístico e Institucional

Blanca HIGUERA (Universidad Nacional, Bogotá)

Alberto FAJARDO (Universidad de Amazonia, Florencia)

Gonzalo TABORDA (Universidad de Caldas, Manizales) Jairo René MARTÍNEZ (Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga)

Beatriz JARAMILLO (Universidad de Cartagena, Cartagena) Carlos PELAEZ (Universidad de Antioquia) Eunice RÍOS (Universidad del Quindío, Armenia)

Jesús OLIVEROS (Universidad de Cartagena)

Gilmar SANTAFÉ PATIÑO (Universidad de Córdoba, Montería)

Luis Enrique CUCA (Universidad Nacional, Bogotá)

Gloria E. GUERRERO (Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira)

Martha PÁEZ (Universidad del Valle, Cali) Wolfram BAUMANN (Universidad de los Andes, Bogotá)

Comité Organizador Carlos Eduardo NARVÁEZ (Universidad Nacional de Colombia, Bogotá) Cristian OCHOA (Universidad Nacional de Colombia, Bogotá) 238

Gustavo PEÑUELA (Universidad de Antioquia) Hipólito ISAZA (Universidad del Valle, Cali) Luz Ángela VELOZA (Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira) Nelson H. HURTADO (Universidad de Nariño, Pasto) William Fernando Castrillón (Universidad Distrital, Bogotá) Scientia Chromatographica 2014; 6(4):225-239

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Lanças FM

Patrocinadores

Apoio Acadêmico

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PREPARO DE AMOSTRAS

Development of a new liquid phase microextraction method with hollow fiber HF-SBME for the analysis of the organochlorine compounds in water samples by GC-ECD

Jhon Alexander Fiscal Ladino1 Sandra Liliana Correa Chacón1 Sandra Ceballos Loaiza2 Alberto de la Ossa Salcedo2 Gonzalo Taborda Ocampo1 Cristina Nerin3 Milton Rosero-Moreano1* Universidad de Caldas, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Depto.

Química, Sede Principal Calle 65 No 26-10 A.A 275 Manizales-Colombia 2 Dirección Territorial de Salud de Caldas DTSC, Laboratorio de Salud Pública, Área de Análisis Instrumental 3 Universidad de Zaragoza, EINA Departamento de Química Analítica Campus Rio Ebro, Calle María Luna 9 50018, Zaragoza-España *milton.rosero@ucaldas.edu.co 1

Abstract

A novel liquid phase microextraction (LPME) method has been developed, by coating with hollow fiber a metallic paper pin. Into of lumen of 30 mm of accurel membrane (300/1200 PP® Membrana GmbH Wuppertal-Germany) was put a 10 mm metallic piece, functionalizing the hollow fiber as a solvent bar and was used for the organochlorine compounds extraction from several aqueous samples.This new technique was coined as hollow fiber solvent bar microextraction HF-SBME, and has taken the advantages of the liquid phase microextraction with membrane such as: to serve as barrier for interferences, has a high enrichment factor, cheap and disposable to avoid carry over for one side and the skills of the stir bar sortion extraction such as: a big surface contact, a big mass transference capability and great facilities to recover the bar for the other side. The optimal conditions for the new microextraction method were: 1-octanol as organic solvent filled into membranes´s lumen (mode two phases); 20 min as extraction time; 700 rpm as stirring speed; 30 °C as temperature extraction; 20% NaCl as salting out effect. Under these conditions and after extraction procedure was injected 1 µL of extracted solvent from membrane´s lumen with Hamilton 10 µL syringe, and used a gas chromatography equipped with electron capture detector GC-ECD for the analysis of six organochlorine (except carbaryl) pesticide (endrin, dieldrin, 4,4´-DDD, aldrin, lindane) compounds in several aqueous samples as a leachate landfill and drinking water.

Keywords: Organochlorine compounds, liquid phase microextraction, HF-SBME, CG‑ECD; pesticide; leachate; drinking water.

Recebido: 14-08-2014 Aceito: 08-12-2014

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Fiscal JA et al.

1. Introduction

Emerging pollutants such as pharmaceuticals, personal care products (PPCPs) and disinfection byproducts (DBPs) are nowadays detected in rivers, water sources and many other environmental samples.

An emerging pollutant corresponds to an unregulated compound which is a candidate for further future regulation, depending on their potential effects on health and the environment. Disinfection byproducts and other organochlorine compounds include a large number of compounds, for example: trihalomethanes (regulated), haloacetic acids, haloacetonitriles, haloketones, insecticides and pesticides. The introduction of these compounds in the environment comes from different sources: in situ formation by reaction between natural organic matter and chlorine in water treatment plants[1,2], wastewater discharges (treated and untreated) in rivers and seas, discharges from crops where land is prepared by using organochlorine pesticides.

The organochlorine compounds are a group of chemical products used mainly for controling of crop damage caused by insects, these compounds also have other functions, no only in the agricultural part but also are used as products for desinfection, for this reason the use of these compounds as pesticides are so usefulness for agricultural workers for their crop protection, but these compounds are catalogued as toxics, due to may cause health people and animal damage, where the indiscriminate use is generating critical problems of environmental pollution and in the food products by direct aspersion[3,4,5].

One of the most important steps in any analytical procedure is sample preparation. Most analyzes are carried out on samples containing complex mixtures with very small amounts of the chemicals such as DBPs and pesticides which need to be identified and/ or quantified. At the same time, most sample matrices, such as soils or wastewater, are also very complex. Thus, a successful sample preparation method typically has three major objectives: (1) sample matrix simplification 242

Development a new HF-SBME microextraction method

and/or replacement, (2) analyte enrichment, and (3) sample cleanup[6]. In addition, a continuous search for improved sample preparation procedures is required with the following goals: (1) reduction in the number of steps required for the procedure, (2) adaptability to field sampling, (3) automatization and (4) reduction or total elimination of solvents required for extraction in agreement with current trends in analytical chemistry and taking into account the green chemistry ideology.

The actual conventional methods in the analysis of aqueous and solid samples use techniques as liquidliquid extraction (LLE), supercritical fluid extraction (SFE) and solid phase extraction (SPE)[7,8,9]. Nowadays the LLE is a widely used technique, but has some disadvantages, as the large amount of solvent used, the emulsion formation into the phases and spends large time in the cleanup step. The SPE eliminates the disadvantages of LLE, but the presence of the matter in the particles in the samples may cause the tamponade of cartridges and the required sample volume still presents some problems with the SPE applications.

In this way, the liquid phase microextraction (LPME) techniques have gained a lot of interest because they fully comply with the objectives and goals established above[6]. Actually a new and easy technique is implementing, the liquid phase microextraction LPME has been developed as sample preparation method at small scale (miniaturization) of the conventional LLE[10]. Small amounts of organic solvent are used to extract the analyte in aqueous matrices. The liquid phase microextraction (LPME) uses low cost devices and very simple arrangement, in this case a hollow fiber is used to protect the solvent, allowing the extraction of all solvent volume immobilized into the membrane pores[11,12]. This new applied technique with modification of some critical variables allows with success to develop some research works. The LPME provides an efficient preconcentration and sample cleanup step, due to the selectivity and membrane polarity with the target analyte, and the recovered extract may inject directly to GC [13,14].

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Development a new HF-SBME microextraction method

The LPME has been used in the last time with some great variety: in two phases mode; in three phases mode, in U-shape form; in vertical shape form; in S-shape form involved a fixed barrel and a free form put into container donor phase. However in all these cases has been mandatory to use the LPME system accompanied with a magnetic stir for improving the mass transference and reduce the extraction time to reach the equilibrium. The aim of this work is to functionalize the hollow fiber as solvent bar allowing the extraction of organochlorine compounds from several aqueous samples with an easy, cheap, fast, robust, efficient, high preconcentrated, high clean up method and with big possibilities to automatize[15,16,17,18,19,20,21,22].

This research propends to determine the applicability of the liquid phase microextraction with hollow fiber (HF-LPME) by gas chromatography coupled with electron capture detector (ECD) for the determination of six pesticides commonly used by farmers at the coffee cropland in the Caldas State (such as Carbaryl, Endrin, Dieldrin, 4,4´-DDD, Aldrin, and

Fiscal JA et al.

Lindane see Figure 1) in water samples. Modifying the critical parameters that affect to the extraction of the studied pesticides such as the proper organic solvent selection, stirring speed, extraction temperature and time, salting out effect (NaCl), always searching optimize this variables for reach a good efficiency, selectivity and sensitivity of the procedure.

2. Experimental Procedure 2.1. Reagents and standard solutions All reagents and standards were purchased from Sigma Aldrich Company through authorized companies in Colombia (Quimirel Ltd. and Outsourcing Ltd.). From the pure standards of five (5) organochlorine compounds such as: Endrin, Dieldrin, 4,4´-DDD, Aldrin and Lindane, and other pesticide such as Carbaryl were prepared stock solutions of 5 mg L-1 of each compound with isooctane, the other work solutions were prepared by dilution from the stock solutions with ultrapure water type I (obtained with Millipore deionized equipped). The standard, stock and working solutions were stored at 4 °C.

Figure 1. Molecular structures of pesticides most widely used in control of pest in Colombian crops, used as molecular models for the microextraction of organochlorine compounds in water samples. (A) Endrin, (B) Aldrin, (C) Dieldrin, (D) Lindane, (E) 4,4´-DDD and (F) Carbaryl.

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Development a new HF-SBME microextraction method

2.2. Chromatographic conditions in GC – ECD system

A Thermo Trace 100 Gas Chromatograph equipped with ECD detector was used in this experiment.

The detector temperature was set at 300 °C. The Column was an Rtx®-5 30 m × 0.32 mm ID × 0.25 m. The oven temperature ramp was as follows: Initial temperature of 150 °C, then it was increased at 10 °C min-1 to 240 °C, then the temperature was increased at 20 °C min-1 to 290 °C was helded for 10 min more, finally was used a 8 min as a postrun analysis. The run time was 35 min.

The injector temperature was at 250 °C and was used in splitless injection mode. The injection volume was 1 μL. The carrier gas was helium (99.999% purity) at a flow rate of 1.0 mL min-1; the auxiliar gas was nitrogen (99,999%, 30 mL min-1) supplied by Lynde Gas company.

2.3. Hollow fiber specifications

[6]

The hollow fiber HF was preconditioned under acetone and in an ultrasonic bath for 10 min., and then allowed to air dry. The HF is made of polypropylene.

The length of HF was 30 mm, the film thickness was 300 µm, with a pore size of 0.2 µm and internal diameter ID of 1.2 mm. The specific surface area was 17.3 m2 g-1.

The trade mark reference was Accurel PP 300/1200 acquired from GmbH Polypore Cia, Germany.

2.4. Microextraction conditions[14]

After applying an N+(N-1) design for the optimization of the critic variables in the microextraction procedure, the best conditions for the operation of the HF-SBME system were obtained (see Figure 2). The conditions were as follows: extraction solvent: 1-octanol; extraction temperature: 30 °C; extraction time: 20 min.; stir speed: 700 rpm. sample volume: 50 mL.; solvent volume: 40 µL; salting out effect: 20% NaCl.

2.5. Step by step microextraction procedure[14]

The newly developed method involved the following steps (see Figure 3) : 1). Preconditioning the hollow fiber under acetone in an ultrasonic bath for 10 min.; 2). Functionalizing the hollow fiber as a solvent 244

Figure 2. Arrangement of HF-SBME system: 1. Donor phase; 2. Hollow fiber sealed in both edges; 3. Acceptor phase; 4.Metallic paper pin; 5. Stir/hot plate.

bar by coating the 10 mm metallic paper pin with 30 mm of hollow fiber; 3). Filling the hollow fiber with 40 µL of solvent (1-octanol) using a 10-µL Hamilton syringe; 4). Sealing both edges of the hollow fiber by mechanical pressure with lab tweezers; 5). Putting the functionalized HF-SBME into spiked water sample; 6). Operating the HF-SBME system under the optimized conditions (700 rpm stirring speed, 30 °C extraction temperature, 20% NaCl salting out effect); 7). Obtaining the HF‑SBME after 20 min of extraction; 8). Cutting one of the hollow fiber´s edge and recovering the concentrated extract using a 10-µL Hamilton syringe; and 9). Injecting 1 µL of extract into a gas chromatograph equipped with an electron capture detector GC-ECD. After each trial, the hollow fiber was discarded to avoid interferences and carry over effects.

2.6. Spiked and real samples The 50 mL ultrapure water type I (milliQ system) was spiked with 5 µg mL-1 of the six organochlorine compounds: lindane, endrin, dieldrin, aldrin, DDD and carbaryl, which are the most common pesticide used in Colombian crops. This spiked water sample was used for the optimization procedure of the HF-SBME microextraction system.

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Development a new HF-SBME microextraction method

Fiscal JA et al.

Figure 3. Step by step of microextraction procedure with HF-SBME system.

The optimized method was then assayed using real samples: drinking water and leachate landfill. These samples were collected the first one from the Health Public Laboratory tap water by adjusting de flow to 500 mL min-1 and the second one sample, the leachate was collected from the landfill of the Manizales city located at 10 min by car in road to Neira´s municipality.

These samples were collected and immediately analyzed.

3. Results and Discusion 3.1. Optimization procedure For the implementation of this new and easy method using a hollow fiber as a solvent bar for the microextraction of organochlorine compounds for the determination of Carbaryl, Endrin, Dieldrin, 4,4´-DDD, Aldrin, and Lindane in aqueous samples, several critical parameters were taken into account to obtain the optimal yield. The parameters included the extraction temperature (N1), the extraction time (N2) and the effect of salting out (N3). An “N +(N-1) rule” of experimental design was used to evaluate these effects on the microextraction procedure[6,15].

Finally, twenty-one microextraction assays (seven by triplicate) were conducted. In this case, N critical variables were taken into account (N1–N3) with three levels each, three Ns were added, subtracting one from each of them except the first one: [N1 + (N2 − 1) + (N3 − 1)]. So in total 3 + (3 − 1) + (3 − 1) = 7 assays were needed.

3.1.1. Effect of stirring speed of sample

Due to the hollow fiber was functionalized as solvent bar and that in this case the real stirring speed transferred from the stir/hot plate to HF-SB is impossible to advertise, and for to avoid significate losses or formation air bubbles that occupied the pores of HF-SB preventing the exchange between donor and acceptor phases in a good way and limiting the extraction, we resolve to fix this condition at 700 rpm.

3.1.2. Effect of extraction temperature

The temperature is an essential parameter in the extraction procedure that influences the transference rate and the partition coefficients of the analytes. The temperature was changed to 25 °C, 30 °C and 40°C during the extraction of spiked water sample with 5 µg mL-1 of the pesticides standard solution at a stirring speed

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of 700 rpm for 20 min, was achieved demonstrate that increasing the temperature increases analytes extraction but some compounds do in a larger quantities as shown in Figure 4, Due to increasing of temperature in general can improve the partition coefficient of some analytes and there were no significant increases at 40 °C in the extraction inclusively was a worst trial, we choose as an optimal temperature to apply the 30 °C.

Development a new HF-SBME microextraction method

The increasing salting out addition increased the target pesticides extraction, higher salt concentrations were not necessary because based on our experience and the

3.1.3. Effect of extraction time

The evaluated time points were: 10 min, 20 min and 40 min. The optimal extraction time in the extraction of spiked water sample with 5 µg mL-1 of pesticide compounds at 30°C as extraction temperature and 700 rpm as stirring speed, the increasing of analyte´s extraction is achievable demonstrate in the Figure 5, until 20 min of extraction period, then the change is not enough noticeable. However, the prolonged extraction time not represent substantial improvements but may cause loss of solvent in the sample solution in special in this new kind of arrangement when the HF was functionalized as solvent bar, in this way was established 20 min as optimal extraction time.

Figure 4. Effect of extraction temperature in the microextraction with HF-SBME system.

3.1.4. Effect of salting out addition

In general, the extraction of organochlorine compounds with this new method gives good results.

Six tested pesticides (Carbaryl, Endrin, Dieldrin, 4,4´DDD, Aldrin, and Lindane), were extracted from a water sample spiked with 5 µg mL-1 under the following conditions: extraction temperature at 30 °C, stirring speed of 700 rpm, 20 min of extraction and 20% NaCl for salting out (see Figure 6).

To improve the target compounds extraction, NaCl is added to increase the ionic strenght of the sample solution, to increase the solubility of the target analyte in the organic phase and improve the analyte recovery. For this microextraction method, in agreement with other authors, the spiked water sample with 5 µg mL-1 was treated with different salt concentrations of 5%, 10% and 20% NaCl, as shown in the Figure 6.

246

Figure 5. Effect of extraction time in microextraction with HF-SBME system.

Figure 6. Effect of salting out addition in microextraction with HF‑SBME system.

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Development a new HF-SBME microextraction method

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other authors(6); the excess use of ionic strength may affect the analytes diffusion into the organic phase, for this reason was chosen 20% NaCl as salting out concentration for all the future trials in special with the real samples.

deviations with an exception for carbaryl were below 10%. The precision could be further improved by automatization or using the internal standard calibration mode.

As shown in the Figure 7, the calibration curves of organochlorine compounds were determined in the same way as the real and spiked samples, with the microextraction by HF-SBME system, in this case the calculations for the sample was directly through the extrapolation with linear equation of calibration curves shown in the Figure 7.

3.2. Analysis of real samples

Under the optimized conditions, two water samples were tested: drinking water and leachate landfill.

The chosen conditions were as follows: extraction temperature 30 °C; extraction time 20 min.; stirring speed 700 rpm and salting out addition 20% NaCl.

Based on the overlapping chromatograms (see Figure 8), this new HF-SBME system extracted, purified and concentrated all six organochlorine compounds from the spiked water sample.

3.2.1. Analytical characteristic of the developed method

For the examination of analytical characteristics of the developed method, a routine analysis was established over six days by assaying five different type of experimental solutions in duplicate: blanks (1-octanol), standard solutions at low concentrations (0.700 µg mL-1), standard solutions at high concentrations (6.0 µg mL-1), tap water and spiked drinking tap water sample (+ 5 µg mL-1).

The results of the recovery test were determined using the following equation: %R = [(Cs-Cns)/Cs]x100

The analytical characteristic are shown in the Table 1. The LoD was calculated according to the IUPAC rules. In general the method exhibits good performance parameters, with exception for carbaryl due its low solubility in isooctane solvent because was prepared a mix solution of all of them. Although the injection is manual and taking into account the entire procedure (see Figure 3), the relative standard

Figure 7. Calibration curves for the six target organochlorine compounds obtained with application of the HF-SBME system under the optimized conditions.

Table 1. Analytical characteristics of the new develop method HF-SBME system.

Compound

LOD [ng mL-1]

Lineal range [µg mL-1]

R2

RSD [%] n=6

Recovery [%]

Enrichment factor

LINDANE DIELDRIN ALDRIN ENDRIN 4,4`-DDD CARBARYL

27,0 29,0 37,0 47,0 67,0 100,8

0,625-6,25 0,625-6,25 0,625-6,25 0,625-6,25 0,625-6,25 0,625-6,25

0,910 0,995 0,999 0,942 0,984 0,928

10,3 9,7 8,7 10,8 10,4 15,9

89±9 73±7 87±3 95±2 83±3 54±8

200 150 190 250 180 100

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where Cs is the concentration of spiked sample and Cns is the concentration of non spiked or natural sample.

As shown in the Figure 8, all six of the organochlorine compounds spiked in tap drinking water with exception of carbaryl showed a good signal.

3.2.2. Laboratory tap and drinking water

Figure 8. Overlapping chromatograms of the recovery study under the optimized conditions.

Figure 9. Tap drinking water chromatogram after microextraction procedure with HF-SBME system.

As shown in the Figure 9, at low concentrations (ng mL-1), the presence of at least three pesticides: Diendrin, Aldrin and 4,4´-DDD were detected in the laboratory drinking tap water, which means there is an

Figure 10. Leachate landfill sample under optimized microextraction conditions with HF-SBME system.

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influence of the cropland beside to the water treatment plant because these compounds are passing through the treatment without control and represent a risk for the population served.

3.2.3. Leachate landfill water

As shown in the Figure 10, at high concentrations (µg mL-1) the presence of the six all target organochlorine pesticides compounds were detected. This fact is no new and even less surprising due to the high organic matter content in this kind of matrix and the actual disposal system in all the Colombian cities of solid waste is far to avoid the presence of this compounds because there isn´t a really control and classification in the source of the garbage before to the disposal in the landfill that means no just organochlorine and organophosphate, PCBs, POPs (persistent organic pollutant) will continue arrive to this sites until an effective and proper checks and true classification are taken.

In the other side, despite the leachate landfill is a recalcitrant and heavy matrix with high organic content and other persistent pollutants (as heavy metals, nitrite compounds, fat, etc.), with this microextraction technique by using the new HF-SBME system coupled to GC-ECD system for separation and detection was easy, economic, robust, reproducible, reliable and fast for the organochlorine compounds analysis and may constitute in a real alternative for other wasteful and high cost sample preparation methods for this kind of sample.

4. Conclusions

Has been developed a liquid phase microextraction method in two phases, that involves the coating of a small metallic piece (paper pin 10 mm) with polypropylene (PP) hollow fiber (30 mm) that had worked as a solvent

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bar and the filling of lumen´s fiber with organic solvent, this system we have coined the name “HF-SBME” from “hollow fiber-solvent bar microextraction”4.

From this, the aim of this work is the microextraction of organochlorine compounds from water samples, cataloged as “emerging contaminants”[1,6] with a proven high risk to human health.

From the preliminary results is possible to recognize the potential use in the sample preparation field for this new developed microextraction method because fully comply with the trends and proposal of the sample preparation techniques: low quantity of solvent organic was used (40 µL); the extraction, cleanup and concentration were done in one step; and the HF-SBME system has a big possibilities to the automatization.

In the future we have the idea to use liquid ionics as extraction solvent filling the hollow fiber´s lumen for tuning even more the polarity of target molecules with solvent for increasing the selectivity of technique.

Finally the new sample preconcentration method (HF-SBME) is easy and economic (each 30 mm HF costs U$D 0,02), thus for each trial is possible to use a new piece of HF and to avoid the carry over effect, has a high enrichment factor allowing low detection limits and as shown from chromatograms of difficult matrices does an impeccable cleaning up step avoiding the matrix interferences.

Aknowledgements

This work has been supported by Viceinvestigaciones of Caldas University and Public Health laboratory of Dirección Territorial de Salud de Caldas DTSC. Fiscal JA. thanks Colciencias grant received as young researcher in call 2015.

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Development a new HF-SBME microextraction method

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Scientia Chromatographica 2014; 6(4):251-268 Instituto Internacional de Cromatografia http://dx.doi.org/10.4322/sc.2015.010 ISSN 1984-4433

ESPECTROMETRIA DE MASSAS

Extracción selectiva y detección específica de biomarcadores saturados del petróleo

Elena E. Stashenko* Jairo René Martínez Mayra Robles Universidad Industrial de Santander, UIS, Escuela de Química.

Centro de Investigación de Excelencia, CENIVAM, Centro de Cromatografía y Espectrometría de Masas, CROM-MASS, Bucaramanga, Colombia *elena@tucan.uis.edu.co Recebido: 01-12-2014 Aceito: 18-12-2014

Resumo

La determinación de biomarcadores del petróleo en mezclas complejas es un reto analítico formidable. Se presentan los resultados favorables de combinar el incremento en la selectividad en el proceso extractivo de los biomarcadores, con la alta especificidad en su análisis por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas con triple cuadrupolo. En la técnica de dispersión de la matriz en fase sólida se utilizaron tamices moleculares para retirar del extracto los alcanos lineales. En el análisis cromatográfico, se emplearon la inyección splitless pulsada y el monitoreo de reacciones múltiples, para detectar diferentes familias de biomarcadores con especificidad muy superior a la que se logra con el procedimiento tradicional de extracción Soxhlet, seguida del análisis GC-MS en modo de monitoreo de iones seleccionados.

Palavras-chave: Cromatografía de gases; Cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas; Espectrometría de masas tándem con triple cuadrupolo; Monitoreo de reacciones múltiples; Biomarcadores; Roca bituminosa; Dispersión de la matriz en fase sólida.

Abstract

The determination of petroleum biomarkers in complex mixtures is a formidable analytical challenge. This work presents the advantageous results of the combination of the high selectivity in the extractive process, with the highly specific analysis by gas chromatography coupled to mass spectrometry with triple quadrupole.

Molecular sieves employed in the matrix solid-phase dispersion technique, removed linear alkanes from the extract. In the chromatographic analysis, pulsed splitless injection and multiple reaction monitoring permitted the detection of different biomarker families with a specificity that was much higher than that achieved with the traditional procedure of Soxhlet extraction followed by GC-MS analysis with selected ion monitoring.

Keywords: Gas Chromatography; Gas Chromatography-Mass Spectrometry; Tandem Mass Spectrometry; Triple Quadrupole, Biomarkers; Multiple Reaction Monitoring; Bituminous rock; Matrix Solid-Phase Dispersion.

Scientia Chromatographica 2014; 6(4)

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Abreviaturas

APCI (ionización química a presión atmosférica) APPI (fotoionización a presión atmosférica) CAD (disociación activada por colisiones) DAD (detector de arreglo de diodos) D.I. (diámetro interno) Df (grosor de la fase estacionaria) EI (ionización por impacto electrónico) EIC (corriente iónica extraída) ELSD (detector de dispersión de luz por evaporación) ESI (ionización por electronebulización) FID (detector de ionización en llama) FLD (detector de fluorescencia) GC (cromatografía de gases) GC X GC (cromatografía de gases bidimensional total o completa) GC-MS (cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas) HPLC (cromatografía líquida de alta eficiencia) HRMS (espectrometría de masas de alta resolución) IR (infrarrojo) LC-MS (acoplamiento de cromatografía líquida con espectrometría de masas) MS/MS (espectrometría de masas tándem en el espacio) MRM (monitoreo de reacciones múltiples) MS (espectrometría de masas o espectro de masas) MSD (detector selectivo de masas) MSPD (dispersión de la matriz en fase sólida) QqQ o QQQ (triple cuadrupolo) PAH (hidrocarburos poliaromáticos) PTV (inyector con temperatura programada) SFE (extracción con fluido supercrítico) SIM [monitoreo de ion(es) selectivo(s)] SPE (extracción en fase sólida) SRM (monitoreo de una sola reacción) TCD (detector de conductividad térmica) TIC (corriente iónica total) TLC (cromatografía en capa delgada) TOF (analizador de masas de tiempo de vuelo) UV-Vis (ultravioleta-visible)

1. Introducción

El estudio de los biomarcadores del petróleo o en rocas generadoras (fuente), sedimentos u otras formaciones geológicas, suscita un gran interés de investigadores, principalmente, en el área de geoquímica orgánica, por sus aplicaciones prácticas y de prospección[1,2]. La geoquímica orgánica estudia la materia orgánica presente en materiales geológicos (carbones, aceites, rocas sedimentarias, etc.) desde su formación e incorporación a los diferentes ambientes 252

Análisis específico de biomarcadores

de depósito hasta su transformación termoquímica en hidrocarburos. Las conclusiones derivadas de estos estudios son muy importantes, entre otras cosas, para la toma de decisiones sobre la exploración y explotación de los hidrocarburos[1-5].

El petróleo consta de decenas de miles de moléculas orgánicas, desde las estructuras tan sencillas como el metano hasta las macromoléculas sumamente complejas, e.g., asfaltenos, cuyas estructuras -en muchos casos-, aún no han sido establecidas con el grado de exactitud y confiabilidad requeridas[6-8]. Entre miles de moléculas presentes en el petróleo, figuran los llamados biomarcadores, que se encuentran generalmente en concentraciones bajas (ppm) o a nivel de trazas (ppb).

No en vano, a estas moléculas, se les llama “fósiles moleculares”, porque son testigos “arqueológicos” del proceso de formación del petróleo, son los sobrevivientes, que han acompañado -por miles de años- la generación y la transformación de hidrocarburos[1-4,9]. Sus estructuras son relativamente estables, mayoritariamente, cíclicas, que no han experimentado a lo largo del tiempo modificaciones químicas grandes: la mayoría se derivan de precursores moleculares que formaban parte de diferentes organismos vivos que habitaban el planeta hace millones de años (bacterias, hongos, algas, plancton, líquenes, musgos, helechos, diferentes plantas superiores, etc.)[10-13].

La composición cualitativa y la cantidad de estas moléculas-testigo, biomarcadores, en el petróleo permiten aclarar distintos aspectos de su formación y la litología de la roca-fuente; concluir sobre el origen y la edad del crudo, el ambiente de su formación (terrestre, lacustre o marino) o la materia orgánica involucrada en este proceso[14-18]. El conocimiento sobre el perfil de los biomarcadores vierte la luz sobre la maduración térmica del crudo, ambiente de depositación y su posible biodegradación; pero también, está relacionado con aspectos prácticos importantes, i.e., permite determinar el potencial petrolífero de la roca[19-21]. A través del estudio de los biomarcadores se logra hacer Scientia Chromatographica 2014; 6(4):251-268

Análisis específico de biomarcadores

correlaciones entre diferentes crudos, establecer su relación con la roca generadora (roca-fuente o rocamadre) y los procesos de su migración; asimismo, se puede concluir sobre la madurez térmica o la posible biodegradación del petróleo, entender mejor la cinética de su generación y hacer la bioprospección[22-24]. El conocimiento sobre los biomarcadores es muy útil también en los estudios ambientales (contaminación)[25] y forenses (derrames)[26,27].

Afortunadamente, las moléculas de biomarcadores son bastante resistentes a la degradación; sus estructuras quedan intactas, sin modificación, durante la sedimentación y la diagénesis; los biomarcadores son verdaderas “huellas digitales”, y es por ello que su aislamiento, análisis e identificación representan una etapa clave en los estudios de geoquímica orgánica para la prospección, la exploración y para la explotación del petróleo[2-4].

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biomarcadores saturados (e.g., fitano, pristano, diferentes isoprenoides, terpanos, esteranos, hopanos, diasteranos, diamantoides, etc.) se encuentran en la fracción saturada aislada de los maltenos y han sido estudiados con más detalle. Su relación es única y característica en cada crudo o roca-fuente. En el caso de rocas, sedimentos, esquistos, la extracción se lleva a cabo con solventes -por vía “clásica”-, i.e., la extracción Soxhlet (extracción sólidolíquido)[34] (Figura 1); pero también, se puede emplear la extracción acelerada con solvente ASE[35] o la extracción con un fluido supercrítico, CO2-SFE[36]. Recientemente, un método nuevo, basado en la dispersión de la matriz en fase sólida, MSPD, fue aplicado a la extracción de hidrocarburos a partir de rocas bituminosas[37].

En los extractos obtenidos, se encuentran centenares de sustancias orgánicas, que poseen un rango amplio de pesos moleculares, volatilidades, polaridades y diversas estructuras químicas, que incluyen varios tipos de isómeros, e.g., de posición, geométricos, diastereómeros

2. Aislamiento de biomarcadores

En la cadena analítica, la preparación de la muestra (extracción) anticipa el análisis instrumental cualitativo o cuantitativo (cromatografía, espectrometría de masas u otras técnicas espectroscópicas) de los analitos-target. Esta etapa puede fácilmente requerir más de 60% del tiempo total del análisis. La extracción de biomarcadores a partir del crudo, de la roca generadora (fuente) o de arenas bituminosas o esquistos, incluye las operaciones de extracción (aislamiento), limpieza (cleanup) y concentración del extracto[28,29]. La estrategia de extracción varía con el tipo de biomarcadores que se desea aislar de la matriz (saturados, aromáticos, polares, heterociclos, diamantoides, etc.)[30,31]. En el caso del petróleo, la primera etapa del análisis consiste en la precipitación de asfaltenos con hidrocarburos livianos (n-pentano, n-hexano o n-heptano); en la segunda etapa, los maltenos restantes se someten a la separación en fracciones saturada, aromática y polar (resinas)[32,33].

En cada una de estas fracciones, estarán presentes diferentes familias de biomarcadores, e.g., los

Figura 1. Esquema de extracción de una roca-fuente (molida previamente) con una mezcla de disolventes. El extracto orgánico obtenido se somete luego al fraccionamiento por cromatografía en columna abierta, antes de su análisis instrumental.

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e isómeros ópticos[38]. Es imposible analizar un extracto de naturaleza tan compleja, directamente por cromatografía gaseosa (GC) o por cromatografía líquida (HPLC): se requiere su fraccionamiento previo. Para ello se han usado varias estrategias de separación o fraccionamiento, e.g., la cromatografía en capa delgada, TLC, la cromatografía líquida preparativa de baja o

Figura 2. Esquema general de fraccionamiento de los maltenos separados previamente de asfaltenos. En cromatografía líquida en columna abierta, se usan disolventes o sus mezclas de diferente polaridad para eluir fracciones saturada, aromática y polar (resinas).

Figura 3. Esquema general de métodos cromatográficos usados para el análisis de biomarcadores, presentes en diferentes materiales geológicos, en fracciones saturada, aromática o polar.

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Análisis específico de biomarcadores

mediana presión, la extracción selectiva usando la extracción en fase sólida, SPE[39]; por ejemplo, es muy interesante el uso, en la técnica SPE, de molecularly imprinted polymers (MIPs), para el aislamiento selectivo de hidrocarburos poliaromáticos (PAH)[40].

El método de fraccionamiento más común es la cromatografía líquida en columna abierta[41] (Figura 2); en ella, se pueden utilizar varios adsorbentes, e.g., sílice, alúmina o sus mezclas. Usando los disolventes con diferente polaridad (n-pentano, n-hexano, éter de petróleo, benceno, tolueno, diclorometano, cloroformo, acetato de etilo o metanol) se logra aislar fracciones con diferente polaridad de sus componentes, i.e., fracción saturada (apolar), fracción aromática (polarizable) y resinas (llamada también la fracción polar o la fracción NSO, por nitrógeno, oxígeno o azufre que pueden contener las sustancias en ella presentes). En la fracción polar, entre los compuestos azufrados, se pueden encontrar tioles, tiosulfuros, tiofenos, benzo- y dibenzotiofenos; entre los compuestos nitrogenados, pirroles, indoles, carbazoles, benzocarbazoles, quinolinas y benzoquinolinas; entre los compuestos oxigenados estarán los fenoles, furanos y dibenzofuranos[42]. Usando la espectroscopia UV-Vis o IR, se puede hacer un seguimiento de las fracciones recolectadas, es decir, visualizar y controlar la “pureza” de las fracciones que se separan en la columna según su naturaleza química (saturada, aromática o polar)[43].

Las fracciones saturada y aromática se analizan, por regla general, por cromatografía de gases con detector de ionización en llama, FID. Menos frecuentemente, se usan un TCD o un detector de quimioluminiscencia (para detectar compuestos con nitrógeno o con azufre), pero el más usado es el detector selectivo de masas (MSD)[44]. La fracción aromática, podría ser analizada también por cromatografía líquida, HPLC, usando detectores convencionales, por ejemplo, un detector de fluorescencia (FLD) para cuantificación e identificación de los PAH (con patrones) o detectores de masas[45]. La fracción polar puede analizarse también por cromatografía líquida (HPLC) con sistemas de Scientia Chromatographica 2014; 6(4):251-268

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detección UV, DAD, FLD, ELSD o por espectrometría de masas (LC-MS) con ionización de las moléculas a presión atmosférica por electronebulización, ESI; ionización química, APCI o fotoionización, APPI[46]. En la Figura 3, se resume la información sobre las técnicas cromatográficas usadas en la detección, cuantificación e identificación de biomarcadores en un extracto de maltenos o sus fracciones.

En la fracción saturada, aislada del petróleo o del extracto obtenido de una roca, arena o esquisto bituminoso, junto con las iso-parafinas, llamados también iso-alcanos o alcanos ramificados, y cicloparafinas (o cicloalcanos), están presentes los hidrocarburos parafínicos no ramificados o n-alcanos, que -a menudo-, predominan en la mezcla. Una de las estrategias, muy empleada para separar los alcanos lineales (n-parafinas)

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de los iso-alcanos (e.g., biomarcadores fitano y pristano) y cicloalcanos (la mayoría de biomarcadores saturados pertenecen a este grupo), consiste en emplear diferentes tamices moleculares[47-49] o adicionar urea[50].

Varias zeolitas (e.g., 5A, ZSM-5, zeolita Y, otras) se han usado para el aislamiento de n-alcanos y para el enriquecimiento de la fracción saturada con iso-alcanos o cicloalcanos (biomarcadores saturados). Las zeolitas atrapan n-alcanos en sus poros, pero su diámetro interno no permite albergar moléculas ramificadas o cíclicas más voluminosas. Al separar de esta manera las parafinas, se logra una mayor concentración de biomarcadores en el extracto de la fracción saturada, lo que conduce a su detección más sensible e identificación más confiable[51].

En la Figura 4 aparecen perfiles cromatográficos típicos (GC-FID) de las fracciones saturadas, obtenidas

Figura 4. Perfiles cromatográficos típicos (GC-FID) de la fracción saturada aislada del extracto obtenido por MSPD de una roca bituminosa: A. Con tratamiento con zeolita ZSM-5 y B. Sin tratamiento con zeolita ZSM-5. Se puede observar en el extracto sin tratamiento (B) la presencia de los picos cromatográficos de hidrocarburos lineales, que no aparecen en el extracto sometido al tratamiento con la zeolita (A). Columna DB-5MS (60 m).

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de la roca bituminosa sin tratamiento (Figura 4A) y con tratamiento con la zeolita ZSM-5 (Figura 4B). En el perfil cromatográfico de la fracción saturada, después del tratamiento con la zeolita -que permite retener en ella los n-alcanos-, aparecen con intensidades mucho más altas las señales de los alcanos ramificados y cicloalcanos; entre ellos, están los biomarcadores.

3. Análisis cromatográfico

El análisis cromatográfico de las fracciones saturada o aromática aisladas del petróleo o de roca, sedimento o esquisto, se lleva a cabo por cromatografía de gases con FID o con detector de masas, MSD. El análisis por GC-FID (Figura 5) permite comparar -de una forma rápida-los perfiles cromatográficos, tanto cualitativamente, como cuantitativamente, lo último, si se dispone de sustancias-patrón de los analitos de interés. El análisis cuantitativo se puede llevar a cabo

Análisis específico de biomarcadores

usando un patrón interno (e.g., 5β-colano) o a través de la estandarización externa. En la Figura 5, aparecen los cromatogramas (GC-FID) de una mezcla patrón de hidrocarburos lineales n-C8-C40 (Figura 5A), de la fracción saturada aislada del crudo COL 37, rica en n-parafinas (Figura 5B) y el perfil cromatográfico de la misma fracción, pero sometida al tratamiento con la zeolita ZSM-5 (Figura 5C). En este último cromatograma, sobresalen los picos cromatográficos de pristano (Pr) y fitano (Ph) y las señales de hidrocarburos ramificados y cíclicos; entre ellas, se encuentran las de biomarcadores.

Para el análisis por GC de las fracciones saturada o aromática del petróleo o de los extractos de rocas más frecuentemente se usa el detector selectivo de masas, MSD, con ionización electrónica, EI (electrones de 70 eV) y un analizador cuadrupolar, que puede

Figura 5. Perfiles cromatográficos típicos (GC-FID) de: A. Mezcla de los hidrocarburos-patrón n-C8-C40; B. Fracción saturada aislada del crudo COL 37; C. Fracción saturada aislada del crudo COL 37 después de su tratamiento con la zeolita ZSM-5. Pr – Pristano; Ph – Fitano. Columna DB-5MS (60 m).

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operar en el modo full scan (barrido completo de radiofrecuencia en el rango de masas de m/z 50-600) o realizando la detección selectiva con el monitoreo de iones seleccionados o diagnósticos (SIM) para cada biomarcador o para determinada familia de biomarcadores (e.g., esteranos, hopanos, triterpanos, etc.). Por ejemplo, para los esteranos, se usan ionesdiagnóstico en m/z 217, para los hopanos y terpanos, en m/z 191, para los diasteranos, en m/z 259, para los esteroides monoaromáticos, en m/z 253, para los triaromáticos, en m/z 231, etc.[1-4,52].

Figura 6. Esquema general de un detector de masas de triple cuadrupolo (QqQ-MS). Para el modo de adquisición MRM (monitoreo de reacciones múltiples), el primer cuadrupolo (Q1) y el tercer cuadrupolo (Q3) operan en el modo SIM, filtrando los ionesprecursores (e.g., M+.) y los iones-producto (F+), respectivamente.

El segundo cuadrupolo (Q2) opera como la cámara de colisiones activadas (CAD, Collisionally-Activated Dissociation, por sus siglas en inglés), en donde se energetizan y se fragmentan los ionesprecursores.

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En comparación con el método GC-MS, operado en el modo SIM, la espectrometría de masas tándem (MS/ MS o tándem en el espacio) es una técnica de detección de biomarcadores mucho más específica, porque permite aumentar la relación S/N (señal/ruido) y obtener una mayor confiabilidad en su identificación. Para la detección de biomarcadores, cuando se usa el analizador tándem MS/MS, se monitorea la relación o reacción de iones “genéticamente” relacionados, e.g., ion molecular M+., o el ion-precursor, y un ion-fragmento F+, o el ionproducto, y no solamente un ion diagnóstico seleccionado como se hace en la adquisición por el método SIM-GCMS, ya que este último podría resultar un ion común para las sustancias de diferentes familias de biomarcadores (e.g., m/z en 191 en los espectros de masas de hopanos, pero también en los de terpanos tricíclicos) o inclusive pertenecer a una sustancia totalmente distinta.

La configuración tándem más usada consta de tres cuadrupolos (QqQ), que se disponen en serie: el primero y el último actúan como analizadores (Q1 y Q2), que pueden operar tanto en el modo full scan, como en el modo SIM, según el tipo de experimento que se quiere realizar; el cuadrupolo en la mitad (q2) funciona como una cámara de colisiones activadas, que acelera y transmite los iones, suministrándoles la energía adicional para provocar su fragmentación[53,54]. Para el análisis de biomarcadores, por GC-MS/MS (QqQ), el modo de

Figura 7. Corrientes iónicas extraídas (EIC) basadas en las transiciones específicas (M+. → F+, MRM-QqQ-MS) de terpanos tricíclicos. Obsérvese una excelente separación de isómeros de terpanos tricíclicos C26-C30. Energía de colisiones activadas 5 eV. GC-QqQ-MS/MS. Columna DB-5MS (60 m).

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adquisición más común es el monitoreo de reacciones entre un par de iones estructuralmente relacionados (MRM), por ejemplo, un ion molecular (ion-precursor) y un ion-fragmento (ion-producto)[55].

En la Figura 6, aparece el esquema general de un QqQ-MS, operado en el modo de monitoreo de la reacción “precursor → producto”. En el caso de los biomarcadores saturados, más frecuentemente como iones-precursores se usan los iones moleculares M+..

Entre las variables operacionales se optimizan la presión del gas de colisión (típicamente, nitrógeno o argón), los tiempos de “permanencia” de los iones en los analizadores (dwell time) y, sobre todo, las energías de colisión, que sí inciden directamente sobre la sensibilidad del análisis.

Otra variable es la “resolución” o el intervalo de masas (widest – 2.5; wide – 1.2 y unit – 0.7 unidades másicas),

Análisis específico de biomarcadores

que se puede variar, y que consiste en un cambio de tamaño de “poro” del filtro de masas, tanto en el primer (Q1) como en el tercer cuadrupolo (Q3). Ambos, para la adquisición en modo MRM, operan en modo SIM. Cuando se trabaja con la “resolución” widest, se logra transmitir por ambos analizadores un mayor número de iones, con lo que se alcanza una mayor sensibilidad; en cambio, la selectividad o la especificidad más alta se obtiene, cuando se usa el rango de masas más estrecho, con una “resolución” unit.

En una sola corrida cromatográfica, se pueden monitorear múltiples transiciones o reacciones características (MRM) y detectar familias de biomarcadores. Por ejemplo, usando la transición M+ → 191, se registran selectivamente los terpanos tricíclicos (Figura 7).

Figura 8. Corrientes iónicas adquiridas en diferentes modos: full scan, SIM (EIC, m/z 191) y MRM (M+. → 191) del extracto obtenido por MSPD de una roca bituminosa. Se usó el ion diagnóstico de hopanos m/z 191, para SIM, y el monitoreo de la transición característica de hopanos: M+. → 191, para MRM. Se observan una mayor sensibilidad (relación S/N más alta) y la resolución más alta de picos cromatográficos correspondientes a los hopanos detectados en el extracto de la roca, cuando su análisis se hace por MRM-GC-MS/MS (QqQ). Energía de colisiones activadas 5 eV. Columna DB-5MS (60 m).

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En la Figura 8, aparecen perfiles de corrientes iónicas de biomarcadores hopanos, obtenidos por GCMS/MS operado en diferentes modos de adquisición, a saber: full scan, SIM y MRM. Se aprecia claramente la ventaja del modo de adquisición MRM en cuanto a su especificidad, la sensibilidad (relación S/N más alta), la forma y la separación de picos cromatográficos de los hopanos presentes en el extracto obtenido por MSPD de una roca bituminosa.

El análisis de biomarcadores se realiza en columnas apolares, con fases estacionarias de poli(dimetilsiloxano) (DB-1MS) o de 5%-fenil-poli(metilsiloxano) (DB‑5MS); típicamente, se usan columnas largas (50 o 60 m), de D.I. 0.25 mm, y de grosor de la fase estacionaria, Df de 0.25 µm. Las corridas cromatográficas son prolongadas (60-100 min), con varias rampas de calentamiento, en

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el rango de temperaturas de 40-50°C a 300-320°C. Diferentes modos de inyección se pueden usar, pero -teniendo en cuenta la concentración muy baja de biomarcadores en los extractos-, se recomiendan modos splitless (“clásico”) o splitless pulsado; la opción de inyección con la temperatura programada (PTV) es interesante, pero requiere el cambio en el hardware, i.e., la instalación de un inyector PTV. La ventaja del PTV consiste en la posibilidad de inyecciones de volúmenes de muestra más grandes, con la posible concentración de analitos directamente, in situ, en el inyector por la evaporación del solvente y su venteo programado.

Las temperaturas de la cámara de ionización y de la línea de transferencia (GC→MS) son relativamente altas, de 250‑300°C y 300-310°C, respectivamente. En la Figura 9, se puede observar la ventaja -en cuanto

Figura 9. Perfiles cromatográficos obtenidos por GC-MS/MS del extracto obtenido por MSPD de una roca bituminosa. Monitoreo de reacciones múltiples de hopanos: A. TIC M+. → 191, modo de inyección splitless pulsado; B. EIC. Transición C31 M+. 426 → 191, modo de inyección splitless pulsado; C. TIC M+. → 191, modo de inyección splitless; D. EIC. Transición C31 M+. 426 → 191, modo de inyección splitless. Energía de colisiones activadas - 5 eV. Columna DB-5MS. Scientia Chromatographica 2014; 6(4):251-268 259

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al aumento de sensibilidad-, del modo de inyección splitless pulsado sobre splitless “clásico”, en el análisis de hopanos presentes en el extracto, obtenido por MSPD, de una roca bituminosa.

Durante la optimización del método MRM-GCMS/MS es muy importante encontrar aquel valor de la energía de colisiones activadas que conduce a la máxima sensibilidad (mayor área del pico cromatográfico).

Las energías de colisión muy altas conducen a una fragmentación excesiva del ion-precursor; las energías bajas, en cambio, no logran producir suficiente cantidad de iones-producto. El valor óptimo de la energía de colisiones activadas (voltaje en la cámara de colisiones) depende de la estructura de la molécula y debe determinarse experimentalmente. Las estructuras de los biomarcadores saturados son cíclicas, carecen de elementos estructurales que permitan deslocalizar eficientemente la carga positiva en los iones M+, y estabilizarlos; en sus espectros de masas, los iones moleculares usualmente

Análisis específico de biomarcadores

son de intensidad baja o media[1-4,56] y forman durante su disociación un alto número de iones-fragmento. Para biomarcadores saturados, las energías de colisiones activadas relativamente bajas pueden conducir a una mayor sensibilidad, tal como lo muestra la Figura 10, en la cual se pueden observar las corrientes iónicas mayores de las transiciones típicas M+. → 191 de los hopanos, a energías de colisiones activadas más bajas (5 eV).

EL uso de la cromatografía bidimensional o cromatografía completa (total) GC x GC-MS[57,58] y la espectrometría de masas de alta resolución, e.g., FT-ICR-MS[59] son pasos importantes en el desarrollo del análisis de biomarcadores. A pesar de sus grandes ventajas (alta resolución, sensibilidad, especificidad), su uso aún está limitado por el costo alto de los equipos y, en la mayoría de los laboratorios geoquímicos, para el análisis de fracciones del petróleo y extractos de rocas mayoritariamente se usan de manera rutinaria los métodos SIM-GC-MS y MRM-GC-MS/MS[60].

Figura 10. Perfiles cromatográficos obtenidos por MRM-GC-MS/MS con diferentes energías de colisiones activadas para transiciones M+. → 191 de los hopanos presentes en el extracto aislado por MSPD de una roca bituminosa. Al lado de los picos cromatográficos aparecen sus áreas (cuentas).

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4. Estudio de caso

Planteamiento del problema. Para un análisis exitoso de biomarcadores, hay que tener en cuenta varios aspectos: (1) Preparación de la muestra (aislamiento de analitos-target), (2) Tratamiento del extracto para concentrarlo o separar los analitos-target de las interferencias y (3) Fraccionamiento del extracto, según la naturaleza (polaridad) de los componentes en fracciones saturada, aromática, resinas. Durante el análisis de biomarcadores, la preparación de muestras (extracción, concentración, clean-up y fraccionamiento) puede requerir de 24 a 36 horas, por cada muestra. Después de obtener el extracto, sigue la etapa de su análisis cromatográfico por GC-FID, GC-MS o GC-MS/MS.

Figura 11. Éstas, se podrían resumir en tres: (1) Baja resolución y una superposición del pico cromatográfico de interés (e.g., biomarcador) con el otro, que se encuentra en una cantidad alta (e.g., un hidrocarburo parafínico) o presenta un fuerte coleo (tailing); (2) El ruido muy alto, fundamentalmente químico, por contaminación o debido a la presencia de interferencias en el extracto, con una relación de señal/ruido (S/N) muy baja; (3) Sangrado (bleeding) excesivo de la fase estacionaria de la columna (se usan temperaturas altas) puede interferir no solamente con el registro (elevación de la línea base), sino también con la identificación confiable de sustancias, cuyos espectros de masas tendrían presentes los iones-producto de la descomposición de la fase estacionaria.

Las principales dificultades que pueden acompañar el análisis cromatográfico aparecen en la

Posibles soluciones al problema. Para la solución de las dificultades descritas anteriormente, se podría

Figura 11. Representación esquemática de posibles casos, que se pueden presentar en el análisis cromatográfico de los biomarcadores. A. La resolución muy baja por la superposición de la señal de una sustancia presente en una alta concentración (e.g., una n-parafina) y del analito, en una concentración muy baja (e.g., biomarcador). B. El excesivo ruido químico por interferencias o contaminación del sistema cromatográfico. La relación señal/ruido muy baja. C. El sangrado excesivo de la fase estacionaria que impediría el registro o la identificación confiable del analito-target.

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usar una combinación de la extracción selectiva de biomarcadores (e.g., MSPD con zeolitas) y su detección específica (e.g., MRM-GC-MS/MS). El uso de columnas cromatográficas de bajo sangrado, la inyección en el modo splitless pulsado o con la temperatura programada (PTV), la optimización de la programación de la temperatura del horno cromatográfico, combinados con la detección por GC-MS/MS en el modo MRM y la optimización de los parámetros operacionales, e.g., energía de colisiones activadas, dwell time, “resolución”, etc., permitirían mejorar los resultados cromatográficos obtenidos.

Sin embargo, la extracción selectiva de biomarcadores y su concentración en el extracto, podrían jugar un papel aún más importante en su detección y análisis cromatográfico. En el diseño de la estrategia de extracción, podrían incluirse otros parámetros, tales como la reducción de tiempo de extracción, disminución de la cantidad del solvente y la combinación -en un solo paso- de la concentración y clean-up del extracto.

El método de extracción por dispersión de la matriz en fase sólida, MSPD, desarrollado para muestras de alimentos[61,62], ambientales, residuos de drogas o de productos naturales[63], fue aplicado, por primera vez, a la extracción de biomarcadores de rocas bituminosas[37].

A continuación, se presenta la modificación de este método, usando zeolitas y la extracción con solvente en modo continuo.

Dispersión de la matriz en fase sólida usando zeolitas para la extracción de biomarcadores de rocas bituminosas. En la última década, la técnica MSPD ha sido utilizada para extracción de analitos de diferentes matrices[61-63]. Las ventajas de este método (tiempo corto, eficiencia alta, reducción en el uso de solventes) podrían ser aprovechadas para la extracción de las muestras geológicas[37].

La extracción selectiva de biomarcadores saturados por la técnica MSPD modificada, se enfoca en el enriquecimiento del extracto con estas moléculas y la separación simultánea de n-parafinas, reduciendo 262

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la cantidad de disolvente y el tiempo de preparación de la muestra (de 24-36 a 3-4 horas). La modificación del método propuesto inicialmente[37], consiste en la incorporación de la zeolita ZSM-5 y el cambio del tradicional gel de sílice, por la más económica arena de mar. En presencia de una pequeña cantidad de ciclohexano, la roca triturada (ca. 50 g) se mezcla con la zeolita ZSM-5 en relación 1:5 (Figura 12); la mezcla resultante, impregnada con ciclohexano, se deja en reposo, por una hora; luego, se dispersa con la arena de mar (relación 1:1); después de la dispersión, se lleva a cabo su extracción con disolvente. Con miras a reducir la cantidad de disolvente, después de que la roca triturada, la arena de mar y la zeolita ZSM-5 macerados se empacan en una columna, la extracción se realiza en modo continuo, con reflujo del disolvente, tal como se observa en la Figura 1.

El cambio del gel de sílice por un agente dispersante más económico, la arena de mar, no altera la eficiencia de extracción, tal como se deduce de la Tabla 1.

Para la comparación de los dos agentes dispersantes, se usaron dos tipos de rocas: una, con alto y la otra, con bajo

Figura 12. El método MSPD modificado: La roca bituminosa triturada (ca. 50 g) se mezcla en relación 1:5, con la zeolita ZSM-5, en presencia de una cantidad pequeña de ciclohexano. Después de una hora de reposo, la mezcla sólida se dispersa con arena de mar (relación 1:1) y se empaca luego en una columna para la extracción en continuo (reflujo) con ciclohexano (150 mL, 3-4 h), tal como lo muestra la Figura 1.

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Tabla 1. Dispersión de la matriz en fase sólida, MSPD modificada (uso de la zeolita ZSM-5 y la extracción en continuo), según el agente dispersante usado: extracción de biomarcadores de rocas bituminosas con alto (*) y bajo (**) contenido de hidrocarburos.

Muestra de roca

Agente dispersante

Peso de roca, g

Peso de extracto, g

Materia orgánica, %

Formación La Paz* Formación Tablazo** Formación La Paz* Formación Tablazo**

Sílice Sílice Arena de mar Arena de mar

50 100 50 100

2.650 0.018 2.670 0.019

5.300 0.036 5.340 0.038

Figura 13. Corrientes iónicas obtenidas por GC-MS/MS en modo MRM: transiciones M+. → 191 para la detección de hopanos presentes en la fracción saturada aislada de la roca bituminosa (Formación La Luna, Santander, Colombia) por diferentes métodos: MSPD con y sin tratamiento con la zeolita ZSM-5 y por extracción con disolvente (diclorometano: metanol, 9:1, v/v). Energía de colisiones activadas - 5 eV. Columna DB-5MS (60 m).

Figura 14. Corrientes iónicas (fragmentogramas) obtenidas por GC-MS/MS en modo MRM, usando las transiciones M+. → 191, típicas para los hopanos, aislados de la roca bituminosa (Formación La Luna, Santander, Colombia) por la técnica de MSPD: A. Con y sin tratamiento con la zeolita ZSM-5; B. Comparación de los perfiles de corrientes iónicas de los extractos con el de la mezcla de n-parafinas (C8-C40) (SIM-GC-MS, m/z 71 y 85).

Energía de colisiones activadas en el método MRM - 5 eV. Columna DB-5MS (60 m).

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contenido de hidrocarburos. Los resultados muestran que, tanto en la extracción de rocas con alto contenido de hidrocarburos, como en las de bajo contenido, el rendimiento de la extracción, al usar la arena de mar o el gel de sílice, como agente dispersante, es similar, i.e., en la técnica MSPD, se puede emplear cualquiera de estos dos agentes dispersantes, solo que la arena de mar es un material más económico.

de la zeolita ZSM-5, y la extracción con solvente.

Se vislumbra la ventaja de la combinación de la dispersión de la matriz en fase sólida usando la zeolita ZSM-5, porque se logra separar las n-parafinas, disminuir las interferencias y aumentar la relación señal/ruido durante la adquisición específica de las familias de biomarcadores por el método MRM-GCMS/MS.

En la Figura 13, se pueden observar las corrientes iónicas (fragmentogramas) adquiridas por MRM-GC-MS/MS usando las transiciones de hopanos (M+. → 191), de los extractos de roca bituminosa, obtenidos por diferentes métodos MSPD. Se comparan los métodos MSPD, sin y con el uso

En la Figura 14, se observa claramente la ventaja que tiene la modificación del método MSPD, cuando al agente dispersante, en la mezcla, se incorpora la zeolita ZSM-5, que permite atrapar las n-parafinas, que no se observan en el extracto final de la roca bituminosa (Véase también Figura 4).

Figura 15. Comparación de la técnica de dispersión de la matriz en fase sólida MSPD (tratamiento con zeolita ZSM-5 y sin usarla), con la extracción Soxhlet (diclorometano: metanol, 9:1). Como patrón interno se empleó 5β-colano (55 ppm). En los extractos obtenidos, se monitorearon por MRMGC-MS/MS las transiciones típicas de los hopanos C29 (M+. 398 → 191) y C30 (M+. 412 → 191). Energía de colisiones activadas – 5 eV. Columna – DB-5MS (60 m).

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Tabla 2. Comparación de diferentes métodos de extracción de biomarcadores de rocas bituminosas*.

Técnica de extracción

Cantidad de la muestra Extracto, mg

Materia orgánica extraída, %

Tiempo de extracción, horas

50

13-93

0.02-0.10

24-36

200-300

50-200

47-83

0.09-0.17

24-36

MSPD, por lotes[37]

200-450

50-200

25-60

0.03-0.13

5-7

MSPD con zeolita ZSM-5 en continuo

150

50

82-95

0.06-0.20

3-4

Extracción Soxhlet Extracción con solvente y sonicación

Solvente, mL

Roca molida, g

150-300

*Número de extracciones por cada método – 5. Origen de las muestras: Formación SIMITÍ (X: 1.078.652 Y: 1.266.840); Formación La LUNA (X: 1.082.884 Y: 1.275.979); Formación UMIR (X: 1.074.284 Y: 1.254.054). San Vicente de Chucurrí, Santander, Colombia. Rocas fueron recolectadas e identificadas por el profesor Dr. Mario García (Escuela de Geología, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga).

En la Figura 15, se comparan las áreas cromatográficas de los picos correspondientes a los hopanos C29 (M+. 398 → 191) y C30 (M+. 412 → 191) en los extractos obtenidos por MSPD con zeolita, sin zeolita y por extracción con disolvente. Como patrón interno, se usó 5β-colano. Se observa la ventaja del método MSPD en comparación con la extracción Soxhlet (mezcla de diclorometano con metanol, 9:1).

En la Tabla 2, se reúne la información comparativa de diferentes métodos de extracción de biomarcadores saturados de rocas bituminosas, i.e., extracción Soxhlet, extracción con solvente con sonicación y la dispersión de la matriz en fase sólida, MSPD, por lotes y sin usar zeolita[37] y el método MSPD modificado, con el empleo de la zeolita ZSM-5, para separar las n-parafinas, y la extracción con disolvente en continuo (reflujo), que

permite concentrar el extracto, pero también ahorrar el uso del disolvente.

5. Conclusiones

Es importante destacar la importancia de combinar los métodos selectivos de extracción de biomarcadores de rocas bituminosas, e.g., MSPD con la zeolita ZSM5, con la detección específica por GC-MS/MS en modo MRM. El método MSPD con modificaciones, i.e., el uso de la zeolita, la arena de mar como agente dispersante y la extracción con solvente en continuo, permite no solamente ahorrar la cantidad del disolvente (ca.

150 mL), separar selectivamente biomarcadores (por aislamiento de n-parafinas), unir las etapas de clean-up y la concentración, sino reducir sensiblemente el tiempo de extracción, de 24-36 horas a 3-4 horas de la preparación por muestra.

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268

Scientia Chromatographica 2014; 6(4):251-268

Scientia Chromatographica 2014; 6(4):269-276 Instituto Internacional de Cromatografia http://dx.doi.org/10.4322/sc.2015.011 ISSN 1984-4433

PREPARO DE AMOSTRAS

Restricted access material as sorbent for in-tube-LC-UV to determine sulfonamides in milk samples

Valeria Cristina Jardim1 Fernanda Helena Salami1 Andréa Rodrigues Chaves2 Maria Eugênia Costa Queiroz1* Departamento de Química, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, SP, Brasil 2 Instituto de Química, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, GO, Brasil *mariaeqn@ffclrp.usp.br 1

Recebido: 05-12-2014 Aceito: 19-12-2014

Scientia Chromatographica 2014; 6(4)

Abbreviation: in-tube SPME, in-tube solid phase microextraction; HPLC, high performance liquid chromatography; RAM, restricted access material; UV, ultraviolet detection; DAD, diode array detection; LLE, liquid–liquid extraction; SPE, solidphase extraction; ACN, acetonitrile; SAs, sulfonamides; STZ, sulfathiazole; SMT, sulfamethazine; SDT, sulfadimethoxine; MRL, maximum residue limit; CV, coefficient of variation.

Abstract

The capillary packed with restricted-access materials (RAM) was developed for intube solid-phase microextraction and liquid chromatography analysis (in-tube SPME/LC-UV) for the determination of sulfonamides (sulfathiazole, sulfamethazine and sulfadimethoxine) in milk samples. The in-tube SPME variables (sample pH, diluted diluted sample volume, and desorption procedure) were optimized to improve the sensitivity of the method and short the analysis time. The proposed method presented a linear range from 30 ng mL–1 (limit of quantification - LOQ) to 150 ng mL-1, with the correlation coefficients (r) above 0.998. The accuracy values were adequate for all the sulfonamides (> 85%), and the interassay precision data presented coefficient of variation lower than 13%. Based on analytical validation results, the in-tube SPME/LC-UV method was a promising alternative for the determination of sulfonamides in milk samples.

Keywords: HPLC, in-tube SPME, milk sample, restricted access material (RAM).

269

Jardim VC et al.

1. Introduction

Antibiotics are widely used in veterinary medicine practice for the treatment of diseases involving bacterial infections [1]. Sulfonamides (SAs) are a group of synthetic antibiotics associated with chemotherapeutics in bacterial and protozoan infections in veterinary medicine practice.

Moreover, they are often used in animal food as growth promoters and to prevent and treat a series of diseases related to animal feeding, such as infectious diseases of the digestive and respiratory tracts [1,2].

SAs remain in edible animal products like meat, milk, egg, and fish should be a result of their illegal use, excessive administration, and inappropriate withdrawal period. Residues of these compounds in food are pointed out as potential carcinogenic agents, not to mention the possible development of antibiotic resistance in humans as well as severe allergic reactions [3-5].

The Brazilian government authorities have established a monitoring program for the analysis of SAs levels in meat, honey, and milk samples. The Brazilian regulatory agency has determined that the maximum residue limit (MRL) allowed in milk is be 100 Âľg of total sulfonamides/kg [6,7].

High performance liquid chromatography (HPLC) with UV and DAD detection has been commonly applied to determine several SAs residues in milk samples [1,2,8,9].

However, due the milk matrix complexity, it is not possible inject these samples directly into HPLC system.

A sample preparation step is usually necessary to eliminate the majority of endogenous compounds and to concentrate the drugs that often exist at low concentrations in these complex matrices. This should help increase the selectivity and sensitivity of analytical methods. Conventional sample preparation techniques, such as liquid-liquid extraction (LLE) and solid phase extraction (SPE) usually use organic solvent, and require some step that increase the analysis time [3,6,10].

Recent trends in biological sample preparation have focused on miniaturized analytical systems, to 270

Restricted access material as sorbent foi in-tube SPME-LC-UV

simplify automation and allow for high-throughput performance and online coupling with analytical instruments. Online analytical systems require small biological samples and consume extremely low amounts of organic solvent or even no solvent at all. Minimizing biological sample preparation steps not only diminishes the sources of error, but also reduces analysis time and cost. In this context, online solid-phase microextraction (in-tube SPME) coupled with HPLC or liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-MS) is worthy of mention [11].

In-tube SPME is an effective solvent-free sample preparation technique that uses a capillary column as the extraction device. In this technique, organic compounds in aqueous samples are directly extracted and concentrated into the stationary phase of capillary columns by repeated draw/eject cycles of the sample solution before being transferred to the liquid chromatographic column. Intube SPME is fast to operate, easy to automate, solventfree, and inexpensive [12]. This miniaturized sample preparation technique has been used for the determination of various compounds, such as drugs and environmental contaminants, and has been coupled with LC [12-15], LC/ MS [16], and LC-MS/MS [17].

Restricted access materials (RAM) are stationary phases that are able to exclude the macromolecules (endogenous compounds) from biological matrix.

These compounds interact only with the outer surface of the particle support coated with hydrophilic groups.

Consequently, the adsorption of matrix proteins is minimized. The hydrophilic barrier enables the permeation of small molecules, such as drugs, through the hydrophobic part of the stationary phase, while macromolecules are excluded by physical or chemical means, or a combination of both [13,18-21].

In this work, in-tube SPME/LC system with RAM capillary as the extraction device was evaluated for the simultaneous determination of sulfathiazole (STZ), sulfamethazine (SMT) and sulfadimethoxine (SDT) in milk samples (Figure 1).

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Restricted access material as sorbent foi in-tube SPME-LC-UV

Jardim VC et al.

Glutaraldehyde, potassium dihydrogen phosphate, and sodium borohydride were furnished from Merck, (Darmstadt, Germany). Trifluoroacetic acid HPLC grade was furnished from Fisher Scientific (Leics, UK).

2.2. Chromatographic conditions

The SAs were analyzed on the high-performance liquid chromatographic system Varian 230 ProStar (Varian, California, EUA) equipped with a DAD detector operating at λ = 269 nm. The separations were achieved on an analytical reversed-phase column C18 ChromSep HPLC (Varian, 250 mm x 3.0 mm, i.d.) by using a linear gradient from 10% to 30% of phase A (ACN/ methanol 60:40, v/v) with phase B (water with pH adjusted to 4 by means of TFA addition), at a flow rate of 0.8 mL min–1.

The mobile phase had been filtered and degassed prior to use.

2.3. Preparation of the milk sample

Figure 1. Sulfonamides and their corresponding pKa values.

2. Experimental 2.1. Reagents and analytical standards

The SAs (sulfathiazole, sulfamethazine and sulfadimethoxine) and primidone analytical standards were supplied by Sigma Aldrich (St. Louis - USA).

Primidone was used as internal standard for SAs analysis in milk samples.

The standard solutions were prepared by diluting the SAs stock solutions (1 mg mL−1) in methanol.

These solutions were stable at a temperature of −20 ºC. The water used to prepare the mobile phase had been previously purified in a Milli-Q system (Millipore, São Paulo, Brazil). Methanol and acetonitrile HPLC grade were purchased from J.T. Backer (Phillipsburg, USA).

Blank milk samples (skimmed milk, 500 µL) spiked with an internal standard (IS) (primidone, 15 L, 30 µg mL–1), as well as standard SAs solutions at different concentrations were used during the development and validation of this method. Before, the in-tube SPME-LC procedure, the proteins of milk samples (500 µL) were precipitated with acetonitrile (1:2 v/v). The supernatant was collect, and the sample solution was vaporized. The dried extract was reconstituted with buffer solution.

2.4. RAM (bovine serum albumin – SCX) capillary

The RAM phase capillary was prepared according to a previous work [19-21]. To this end, SAX particles (45µm) were slurred in methanol and packed into 50 mm (length) of polyether ether ketone (PEEK) tubing (1/16 in. O.D. and 0.02 in. I.D.). The capillary column was capped at both ends by a 1/16 in. (1 in. = 2.54 cm) zero-volume union fitted with a 10µm frit. After this procedure, the capillary was conditioned with phosphate buffer (0.05 mol L−1, pH 6.0) at a flow-rate of 1.0 mL min−1 for 20 minutes. Bovine serum albumin (BSA) immobilization was accomplished in situ, on the basis of the protocol proposed by Menezes and Felix[20] and

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Jardim VC et al.

by other authors [21]. Initially, phosphate buffer solution (0.05 mol L−1, pH 6.0) was percolated through the capillary at a flow rate of 1.0 mL min−1 for 20 min, followed by BSA solution 1.0 mg mL−1 (prepared in phosphate buffer solution) for 30 min, deionized water for approximately 20 minutes, and two portions of 10 mL glutaraldehyde (25% v/v). After a repose period of 5 h, the column was percolated with a sodium borohydride solution (NaBH4 1.0 mg mL−1) until a pH value of 10 was reached. After a further repose period 2 h, the stationary phase was washed with deionized water for 1 h. The

Restricted access material as sorbent foi in-tube SPME-LC-UV

RAM–BSA column was stored in phosphate buffer solution (0.05 mol L−1, pH 7.4) at 4ºC.

2.5. In-tube solid phase microextraction The RAM capillary was fixed in the place of the injection loop of the LC system. The capillary connections were facilitated by placing MicroTight sleeves at each end of the capillary (Figure 2).

The sample diluted in buffer solution was vortexed for 10 s before the extraction procedure, which was

Figure 2. Schematic design of in-tube SPME system.

272

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carried out with the six-port valve in the load position.

The analytical column was conditioned with the mobile phase. After the preparation step, the milk sample was directly injected into the RAM capillary (2.4 item).

Extraction of the sample was accomplished by manual injection through the capillary (position A). After the extraction, the valve was switched to the inject position (position B), the mobile phase eluted the analytes (desorption process) from the RAM capillary to the analytical column. The in-tube SPME variables such as sample pH, diluted sample volume, and desorption procedure were optimized to improve the sensitivity of the method.

2.6. Analytical validation

The in- tube SPME method was validated by using SAs free milk sample, spiked with standard solutions of the analytes at different concentrations, considering the safe maximum residue limits (MRL). The linearity was evaluated by calibration curves constructed by using linear regression of the ratio between the SAs and the internal standard (Y) peak areas versus the nominal milk SAs concentrations (X, ng mL-1). Accuracy and interassay precision values were determined by calibration curves, by means of quintuplicate in- tube SPME assays of the blank samples spiked with the analytes. Accuracy values were calculated by comparison between the SAs concentrations added to the samples and the SAs concentrations measured by means of the calibration curves.

Jardim VC et al.

hydrophilic surface instead of the polymer. SCX phase at the internal surface are responsible for the interaction with the small analytes. RAMs have been developed as suitable tools for direct, repetitive injection of simple pre-treated biological samples into the analytical system, so they are ideal for automation, purification, and pre-concentration.

In the present work, the straightflush mode was used for SAs preconcentrarion from the milk samples.

The straightflush mode is the simplest mode applied to processing of the biological samples using the columnswitching configuration. First, the sample is injected into the pre-column, where undesirable components are directly discharged to waste. By rotating the sixport selection valve, the fraction containing the target analytes is transmitted to the analytical column, and the analytes are separated [18].

For SAs determination in milk samples, the samples were directly injected into the RAM column after their preparation. To increase the RAM column life time, skimmed milk was used during the development step.

This procedure allowed for repetitive injections, of milk sample; i.e., about 40 extractions, using the same RAM column, without significant loss of the RAM column extraction efficiency.

3.2. In-tube SPME conditions

3.1. Developed capillaries

The in-tube SPME variables, such as sample pH, diluted sample volume, and desorption conditions (solvent and solvent volume) were optimized, in order to establish the partition equilibrium of the SAs in shorter analysis times.

The RAM materials based on BSA immobilization present a protein network on the outer

The pH value has a significant effect on the extraction procedure (partition equilibrium), especially for drugs containing a pH-dependent dissociable group.

Thus the milk samples, prepared as previously described, were diluted with 500 µL 0.05 mol L–1 phosphate buffer solutions using different pH values (3.0, 4.0, 5.0, and 6.0). The milk samples diluted with 500 µL of phosphate

3. Results and Discussion The developed RAM capillary column consists of SCX particles with the outer surface covered with BSA. This makes the external surface of the particles compatible with a protein of the samples that cannot penetrate into small pores [13].

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Jardim VC et al.

buffer solution at pH 3.0 (0.05 mol L–1) presented the highest extraction efficiency (Figure 3 a). At pH 3.0, the interactions between sulfonamides and SCX particles is favored. Silica sorbent could be damaged, at pH values lower than 3 as well as above 7.

The sample volume is intrinsically related to the amount of extracted analytes, which depends of the stationary phase capability. Herein, the diluted sample volume was evaluated from 50 to 250 µL. The extraction efficiency increased from 50 up to 200 µL. After this value, the extraction efficiency decreased, probably due the partial desorption of the drugs (Figure 3b).

Restricted access material as sorbent foi in-tube SPME-LC-UV

Although the salting-out effect (NaCl addition to the sample) increase the in-tube SPME efficiency, this procedure could be block the capillary. The salt solubility in water–organic mixtures is lower than in pure water. Thus, the influence of salt addition to the sample matrix on the performance of in-tube SPME was not evaluated.

The online elution was carried out by redirecting the mobile phase through the capillary (dynamic desorption), where the six-port valve was switched to the injection position, and the mobile phase transported the desorbed drugs to the LC column. The desorption process (drugs elution) was evaluated by using different solvents; i.e., methanol, buffer solution, water, and mobile phase. The highest extraction efficiency were achieved with dynamic desorption using the mobile phase.

After the chromatographic analysis, the LC sixport valve was switched to the inject position, and the RAM capillary column was conditioned with water (500 µL) prior to the subsequent sample injection, to avoid carryover effect.

3.3. Analytical validation of the RAM in-tube SPME/LC – UV method

The selectivity of the developed method was demonstrated by representative chromatograms of reference milk blank samples, and of reference milk blank samples spiked with the target drugs, (Figure 4).

The chromatogram evidence the ability of the method to measure the drugs in the presence of endogenous milk components.

Figure 3. Effect of the variables on in-tube SPME performance. (a) pH sample, (b) diluted sample volume. STZ: sulfathiazole, SMT: sulfamethazine, and SDT: sulfadimethoxine.

274

The in tube SPME/LC - UV presented a linear range from 30 (LOQ) to 150 ng mL-1 with coefficient of determination, with the correlation coefficients (r) above 0.998. LOQ values were determined as the lowest concentration in the calibration curve in which the coefficient of variation (CV) was lower than 20%, based on a signal-to-noise ratio of about 10. Each point of the calibration curve was performed in replicate (n = 5).

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Jardim VC et al.

Figure 4. Representative chromatograms of the reference milk blank sample and of the reference milk blank sample spiked with the target analytes (100 ng g –1): 1: sulfathiazole, 2: sulfamethazine, 3: sulfadimethoxine, and IS: internal standard (Primidone).

The interassays precision evaluated three different levels presented CV values ranged from 3.8% to 12.8% (Table 1).

Table 1. Interassay precision (CV) and accuracy of the RAM/LC - UV method for sulfonamides determination in milk samples.

Sulfonamides

sulfathiazole

sulfametazine

sulfadimethoxine a

coefficient of variation.

Added concentration (ng g –1)

Accuracy (%) (n = 5)

CVa (%) (n = 5)

150

104

7.3

100

109

7.5

30

118

9.0

150

107

3.8

100

108

7.3

30

85

12.8

150

98

2.5

100

98

8.9

30

90

8.0

4. Conclusions RAM (BSA-SCX) capillary not only exclude the endogenous compounds of milk samples, but also concentrate the sulfonamides. Consequently, the automate in-tube SPME-LC system increases the selectivity and the sensibility of the method, and reduces the sample preparation step and the analysis time.

This method presents LOQ values lower than those established as MRLs (100 μg kg–1) in food of animal origin. Considering the evaluated analytical validation parameters, the developed method should be useful to determine sulfonamides in milk samples.

Acknowledgments This work was supported by grants from Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) and Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

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Jardim VC et al.

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Scientia Chromatographica 2014; 6(4):277-282 Instituto Internacional de Cromatografia http://dx.doi.org/10.4322/sc.2015.012 ISSN 1984-4433

CROMATOGRAFIA GASOSA

New on-column GC sample injection techniques: Making holes in separation capillaries

Jorge M. T. B. Varejão* M. Conceição Cruz Costa Escola Superior Agrária, CERNAS, Instituto Politécnico de Coimbra, Bencanta, 3030-393 Coimbra, Portugal *jvarejao@esac.pt Recebido: 14-05-2015 Aceito: 18-05-2015

Abstract

Cold on-column capillary injection is a precise and convenient way of sample insertion in capillary gas chromatography analysis especially when samples contain thermally labile analites or mixtures with components showing very different volatilization properties, yielding injector analite discrimination for the high boiling substances. On-column injection avoids these problems but the method requires dedicated injector hardware is not accessible to all GC equipment. It would be advantageous and convenient having adequate methods for the reversible conversion of the common split/splitless injectors in the on-column mode. We have successfully implemented two solutions to such a problem, one of them by building a liner with a funnel and the other involving the making of a hole in a 0.53mm quartz capillary guard column. Both methods allow the easy cold on-column injection with a modified capillary needle syringe on common split/splitless injectors.

Keywords: on-column GC injection; capillary hole.

Resumo

A injeção em cromatografia gasosa no interior da coluna capilar a frio (on-column) é uma maneira precisa e conveniente de introdução da amostra, especialmente em análises com amostras que contêm analitos termicamente instáveis ou misturas com componentes que mostram propriedades de volatilização muito diferentes, dando origem a discriminação na evaporação para as substâncias de elevado ponto de ebulição. A injeção “on-column” evita estes problemas, mas o método requer equipamento específico de injetor que não está disponível para todos os equipamentos GC. Seria vantajoso e conveniente ter métodos adequados para a conversão reversível do injetor comum do tipo divisor/não divisor no modo “oncolumn”. Implementaram-se com sucesso duas soluções para este problema, uma delas através da construção de um funil e a outra envolvendo a execução de um furo em pré-coluna de quartzo de 0,53 milímetros. Ambos os métodos permitem a injeção “on-column” com uma seringa normal modificada com agulha capilar no comum injetor divisor/não divisor.

Palavras-chave: injeção em coluna; furo em capilar.

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Varejão JMTB, Costa MCC

New on-column GC sample injection techniques

1. Introduction

gas connections, turning easily the reversible change of injector type. The first approach was developed by designing a special feature funnel liner which can make the correct alignment of the syringe needle to the interior of the capillary. Some difficulties with this technique led us a consider a second approach which consists of placing the top end of the 0.53 mm capped capillary guard column in a position above the GC rubber septum to ensure easy needle insertion and making a hole in the same guard column in a position inside the injector to allow the normal carrier gas flow. These methodologies were successfully assayed with analysis of synthetic and authentic biodiesel samples under the conditions described in the EN 14105 method[5-6].

Gas chromatography (GC) methods such as biodiesel composition or waxes in olive oil analysis are methods that require the use of the cold on-column injector. In this and other techniques that use as separation medium capillary columns such as capillary electrophoresis (CE) the sample injection is a difficult operation taking in account the need of precise sample introduction inside the small bore tube capillaries.

In cases where the sample components can be thermally vaporised in equal conditions and without degradation, the use of the common split/splitless injector is adequate. But if mixture contains components with a large range of boiling points, difficulty in using this injector arises because of the different vaporization rate of the components leading to analite discrimination, resulting in an analysis enriched in the low boiling components[1]. Techniques envised to diminish this problem were developed but are of difficult practical implementation with normal gas chromatographs[2].

These effects can be overcome by depositing the sample mixture inside the capillary wall at low temperatures, which constitutes the so called cold oncolumn injection method[2-4]. The technique is challenging since the sample has to be placed inside the very small bore capillary tube. Commercially there exist such injector to adapt to specific GC, but often such type of injector is not available for the equipment existent in laboratories.

We aim the implementation of the biodiesel and wax in olive oil analysis methods which requires the cold on-column injector, but the suitable hardware was not commercially available for our laboratory GC’s. We have made modifications based on the common split/ splitless GC injector that allow the cold on-column injection. Both approaches involve the correct alignment of a modified capillary needle syringe into the interior of a large bore 0.53 mm capillary guard column, to make the desired sample deposition inside the tube wall. The method involves minor modifications on common split/ splitless injectors and does not involve any change on 278

2. Experimental 2.1. Reagents

Solvents, n-hexadecane and N-Methyl-N(trimethylsilyl) trifluoroacetamide (MSTFA) were purchased from Sigma-Aldrich and were used as received.

2.2. Equipment

GC analysis were carried out on a Varian 3900 chromatograph fitted with a split/splitless injector trough methods 1 and 2 (see Results). In both injection methods the column set was built up by connecting an uncoated deactivated column gap (2.5 m x 0.53 mm i.d., Phenomenex) to the analytical column (Phenomenex Zebron ZB-5HT; 15 m x 0.32 mm id, df = 0.25 µm), carrier helium at 80cm/s; “split” flow at 10 mL/min, oven program: initial temperature of 50ºC and then ramp at 12ºC min to 380ºC and hold for 10 min; detection with flame ionization detector at 390ºC. Injector was maintained at low temperature (50ºC). The columns were connected trough a GC universal quartz capillary column union (Phenomenex AGO-4716). On-column 1µL samples were injected trough a 10 µL replaceable needle syringe (SGS) to which a 20 cm x 0.20 mm i.d. (o.d. of approximately 0.32 mm) fused silica capillary was adapted as a needle and fixed through a piece of silicone rubber and a spring (See Figure 1-c).

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New on-column GC sample injection techniques

2.3. Sample preparation

100 mg of waste oil biodiesel was derivatized with 100 µL of N-Methyl-N-(trimethylsilyl) trifluoroacetamide (MSTFA) for 10 min at ambient temperature in a closed 10 mL vial. After the period of time, 5 mL of n-heptane was added and the solution is ready for injection.

3. Results and Discussion

The normal split/splitless modifications here described involves the use of an empty deactivated guard column (1-2 m of 0.53 mm quartz capillary tube) as a ground to do the on-column injections. The relatively large bore guard column allows that a modified syringe needle can enter inside the 0.53 mm tube which allows the sample deposition in the guard column tube.

Varejão JMTB, Costa MCC

For the process to be successful it has to be a very good alignment in the insertion of the small bore capillary needle syringe inside the larger capillary, under normal gas flow conditions existent inside injector. The first technique assayed was by making a liner with a small funnel inside, a system capable of capillary syringe needle orientation to interior of the guard column (see Figure 1-a). The funnel is cut in such a way that the guard column capillary quartz tube end (polyimide free) has a precise contact inside the funnel bottom (see Figure 1-a).

Three holes in the body of the funnel allow the normal “split” flow (position 6, Figure 1-a) which is optional but in our case was maintained for removing eventual solvent/ analites in injector as can occur on sample vaporisation reflux or air which can enter in the process the needle insertion/retraction. A similar approach can be made

Figure 1. a) On-column injector made with a glass liner consisting in a glass funnel with three small holes (6) to allow the normal split flow. The polyimide free 0.53mm i.d. capillary adjusts to the bottom of the funnel; b) On-column injector made with a 0.53mm capillary to which a partial cut (3) was made at 4 cm of the front end and mounted it trough the septum injector (2). A silicone cap (1) at the top of the capillary maintains the injector under pressure and is removed to allow a convenient syringe capillary needle insertion. Normal split flow passes trough (4) to (5); c) Modified capillary needle syringe (not to scale).

Scientia Chromatographica 2014; 6(4):277-282 279

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Figure 2. Photograph of one 0.53mm capillary guard column with a cut. To facilitate visualization the outer polyimide layer was burnt and an iron wire was inserted through the hole.

with a liner commercially available, the Uniliner from Restek or the Shimadzu simple on-column solution[4], but with these the normal split flow is not possible. One of the advantages of this method is the easy exchanging to normal split/splitless mode, possible with minimal hardware and settings modification which consist in a simple liner exchange.

The cold on-column injections were successful with this method but a difficulty sometimes arouses in the injection process caused by physical obstruction of the syringe needle in contact with the capillary guard column top end. This occurs due to conflicting alignment of both capillary ends and means that the adequate funnel build-up is difficult to make. Because of this problem we study a potential alternative way to carry out the desired on-column GC injection.

As a second approach to turn possible the needle insertion in the medium bore guard column we have placed the guard column top end, with a silicone cap (see below), in a position above the rubber septa to allow easy needle insertion with the modified capillary syringe referred earlier (Figure 1-b). However the carrier gas must enter the column by some way. The making of a small cut in the 0.53 mm i.d. capillary guard-column at a distance of 4-5 cm from the column front end was the 280

New on-column GC sample injection techniques

solution (see position 3, Figure 1-b). The cut forms a hole which is positioned inside the injector and allows the normal carrier gas flow trough the column. The “split” flow is as usual adjusted by a valve connected at the base of the injector for adjusting head pressure.

This flow is optional and in our case was maintained for removing any reflux that can occur during the injection sequence (see below). This system requires closing and opening the top of the column, for injection purposes.

This was easily achieved with a silicone rubber septum which is placed/ removed in the column top end usually by inserting it a few millimetres. The method proved to seal adequately the column top and was fully verified in a number of tests, done with the GC electronic pneumatic control (EPC) head pressure system. The head pressure stability during open/close events was without any problems in the range of head pressures usually found in GC injectors (50-250 KPa).

Since in the injection process the syringe is inserted trough the capillary top from which the cap is removed the carrier flow divides at the capillary hole to outside and to the column, what turns possible the carrier gas/injected sample to back flush. To avoid or diminish this possibility the injection syringe uses a capillary needle with at least 20cm. With such syringe needle we never have found any troubles in chromatogram resolution or loss of sensibility.

The possibility of making a cut in a very brittle and fragile material such as glass or quartz capillary was doubtful at the first glance, but after some training we have worked out a way of doing it, as it can be seen in Figure 2. The cut was made with a high speed silicon carbide abrasive disk slowly approaching the capillary tube. One of the problems was to known if such a delicate spot in the column does not turn it so fragile that it cannot be handled. Since the polyimide coating remains at the cut boundary in ours experience the capillary tube with a hole showed enough stability to allow a high number of syringe insertions, but careful must de draw in handling and inserting the guard column in GC injector for the risk Scientia Chromatographica 2014; 6(4):277-282

New on-column GC sample injection techniques

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Figure 3. On-column injection of 1mL waste oil biodiesel derivatized with N-Methyl-N-(trimethylsilyl) trifluoroacetamide (MSTFA) Conditions: See Experimental section.

of broke. Especially important is not making any bending forces which tend to break the capillary. In future we will try do visualize a way to reinforce the spot, namely by adding polyimide coating to the new cut surfaces. The possibility of making a hole through chemical attack (e.g. fluoridric acid) is another possibility under scrutiny that potentially lead to a not so fragile spot.

Preliminary repeatability studies were made by consecutive injections of hexadecanoate and octadecenoate methyl esters mixture (12% and 88%, v/v; respectively) from synthetic biodiesel sample in the presence of hexadecane as internal standard using the modified funnel liner described above. Peak area relative standard deviation values (%RSD) yielded for hexadecanoate and octadecenoate methyl esters were %RSD = 14.6 and 8.8, respectively (n = 5). Under these conditions a chromatogram example of waste biodiesel analysis is presented in Figure 3. These are good results which show the ability of this solution as a cold oncolumn injection mode. A more complete study of the precision and repeatability of these injections methods

in wax analysis in olive oil are under way and will be published elsewhere.

4. Conclusions

The simple and reversible modification of the normal split/splitless GC injection system was made by two methods allowing the cold on-column injection technique for dedicated methods, e. g. biofuels or wax in olive oil analysis. Both methods allowed a simple and convenient cold on-column sample GC injection.

The method using a hole is very simple and was the best preferable choice in our experience.

The possibility of making holes in quartz capillaries was demonstrated and opens news vistas of using them in other analytical techniques, in our opinion it could turn possible an easy sample injection in Capillary Electrophoresis (CE) technique.

In future developments we will try to accesses a method of capillary cut reinforcement trough polyimide coating.

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Varejão JMTB, Costa MCC

New on-column GC sample injection techniques

References

282

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Bjorklund J., Tollback P., Hiarne C., Dyremark E., Ostman C., J. Chromatogr. A (2004) 1041:201-210.

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Schomburg G., Husmann H., Rittmann R., J. Chromatogr. (1981) 204: 85.

3.

Grob K., Grob K., J. Chromatogr. (1978) 151: 311-320.

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Dias A. N., Kurz M. H. S., Fagundes C. S. M., Caldas S. S., Clementin R. M., Montes D’Oca M. G. and Primel E. G., J. Brazilian Chem. Soc., (2014) 25: 1161-1165.

5.

Jorge M. T. B. Varejão, M. Conceição Cruz Costa, 7th Portuguese Cromatography Meeting, Oporto University, 7-9 January 2012.

6.

EN 14105, “Fat and oil derivatives- Fatty Acid Methyl Esters (FAME) determination of free and total glycerol and mono-, di-, tri-glyceride content”, European Committee for Standardization: Management Centre, rue de Stassart 36, B-1050 Brussels, 2003.

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NOVIDADE: Todas as edições disponíveis gratuitamente em versão eletrônica!

Está disponível a versão eletrônica do periódico trimestral do Instituto Internacional de Cromatografia (IIC), o Scientia Chromatographica, primeiro e único da América Latina dedicado exclusivamente as Técnicas Cromatográficas e Relacionadas.

Também chamado de SC, o periódico está em seu 6º ano de existência e conta com 23 edições publicadas até o presente momento. Além dos trabalhos científicos, apresenta colunas com informações gerais da área.

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Trace Analysis in the Field Using Gas Chromatography-Mass Spectrometry Tai V. Truong, Charles S. Sadowski, Nathan L. Porter, Anthony D. Rands, Bruce E. Richter, Tiffany Brande, Douglas W. Later, Milton L. Lee

Development of a dynamic headspace – capillary GC – MS method for the determination of ultra-trace levels of vinyl chloride in water samples and during migration studies Frank David, Karine Jacq, Christophe Devos, Emilie Manessier-Cocardon, Dalel Benali-Raclot, Emmanuelle Gaudichet-Maurin, Sandrine Oberti, David Benanou, Pat Sandra

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Publicação disponível na internet:

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The US Presidents’ Example: An Anthropomorphic Explanation of Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography with Mass Spectrometric Detection (GCxGC/MS) Jean-Marie D. Dimandja, Samuel R. Redmond, Chase A. Thompson, Peter J. Hesketh

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Instituto Internacional de Cromatografia Rua Princesa Isabel, 265 - Jardim Paraíso São Carlos (SP) - CEP 13561-140 Fone/ Fax: (16) 3501-4140 | www.iicweb.org

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33

IIC

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 pósgraduados 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.

284

Scientia Chromatographica 2014; 6(4)

BIBLIOTECA IIC

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.

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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285

CALENDÁRIO DE CURSOS | 2015

Código da Disciplina

Mês

Data

Nome da Disciplina

Carga Horária

LC-01

Março

25 a 27

Cromatografia Líquida Básica – (HPLC/CLAE)

24

GC-01

Abril

15 a 17

Cromatografia Gasosa Básica – (HRGC)

24

SP-01

Maio

13 a 15

Técnicas Modernas de Preparo de Amostras

24

LC-04

Junho

18 e 19

Prever, evitar e resolver problemas em LC

16

CRO-00

Junho/Julho

30/06 a 03/07

Técnicas Cromatográficas de Análise

32

LC-01

Julho

15 a 17

Cromatografia Líquida Básica – (HPLC/CLAE)

24

GC-MS-01

Julho

28 a 31

Acoplamento GC-MS e GC-MS/MS

32

LC-MS-01

Agosto

18 a 21

Acoplamento LC-MS e LC-MS/MS

32

LC-02

Setembro

02 a 04

Cromatografia Líquida Moderna – Avanços

24

LC-06

Setembro

24 e 25

Otimização de Métodos em HPLC

16

GC-MS-01

Outubro

20 a 23

Acoplamento GC-MS e GC-MS/MS

32

LC-MS-01

Novembro

17 a 20

Acoplamento LC-MS e LC-MS/MS

32

LC-01

Dezembro

02 a 04

Cromatografia Líquida Básica – (HPLC/CLAE)

24

GC-01

Dezembro

09 a 11

Cromatografia Gasosa Básica – (HRGC)

24

CURSOS COM TEORIA E PRÁTICA

Os cursos promovidos pelo IIC são ministrados por docentes e convidados, e abordam vários temas de grande relevância no momento.

Consulte-nos em relação à valores e descontos especiais, bem como sobre transporte e hospedagem.

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Scientia Chromatographica 2014; 6(4)

NORMAS PARA PUBLICAÇÃO

Normas para publicação de artigos no Scientia Chromatographica (a versão detalhada está disponível em nosso portal 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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NORMAS PARA PUBLICAÇÃO

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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Scientia Chromatographica Corpo Editorial Consultivo

Editor-in-Chief

Fernando M. Lanças Universidade de São Paulo Instituto de Química de São Carlos 13560-970 São Carlos (SP) - Brasil editor@scientiachromatographica.com

Editores Associados

Carol H. Collins Pilares da Cromatografia

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Elina B. Caramão Cromatografia Gasosa

Daniel Armstrong – EUA Dietrich von Bauer – Chile Fábio Augusto – Brasil Fátima Dutra – Brasil Flávio Leite – Brasil Frank Svec – EUA Harold McNair – EUA Humberto Gómez – México Isabel Cristina Sales Fontes Jardim – Brasil Jailson B. de Andrade – Brasil Janusz Pawliszyn – Canadá Kiyoratsu Jinno – Japão Luigi Mondello – Itália Marcos Eberlin – Brasil Marina Tavares – Brasil Milos Novotny – EUA Milton Lee – EUA Norberto Peporine Lopes – Brasil Phillip Marriott – Australia Pierina Bonato – Brasil Quézia Cass – Brasil Renato Zanella – Brasil Endereço do Periódico

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Pierina Sueli Bonato Técnicas Eletroforéticas

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Ficha catalográfica elaborada pela Seção de Aquisição e Tratamento da Informação do SBI/IQSC Fabio Augusto Cromatografia Gasosa

Álvaro J. Santos Neto Troubleshooting

Scientia Chromatographica / Associação Internacional de Cromatografia. - vol.6 n.4 (out./dez. 2014). São Carlos: Associação Internacional de Cromatografia, 2014 Trimestral ISSN 1984-4433 1. Cromatografia. 2. Lanças, Fernando Mauro, editor chefe.

Isabel C. S. Fontes Jardim HPLC

Renato Zanella Preparo de Amostras

CDD 543.8

ISSN 1984-4433

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2014

Volume 6 | Número 4

SCIENTIA CHROMATOGRAPHICA

Publicação disponível na internet:

225 COLACRO XV Meeting Report and Welcome COLACRO XVI Fernando M. Lanças

2014 | Volume 6 | Número 4

241 Development of a new liquid phase microextraction method with hollow fiber HF-SBME for the analysis of the organochlorine compounds in water samples by GC-ECD Jhon Alexander Fiscal Ladino, Sandra Liliana Correa Chacón, Sandra Ceballos Loaiza, Alberto de la Ossa Salcedo, Gonzalo Taborda Ocampo, Cristina Nerin, Milton Rosero-Moreano

251 Extracción selectiva y detección específica de biomarcadores saturados del petróleo Elena E. Stashenko, Jairo René Martínez, Mayra Robles

269 Restricted access material as sorbent for in-tube-LC-UV to determine sulfonamides in milk samples Valeria Cristina Jardim, Fernanda Helena Salami, Andréa Rodrigues Chaves, Maria Eugênia Costa Queiroz

277 New on-column GC sample injection techniques: Making holes in separation capillaries Jorge M. T. B. Varejão, M. Conceição Cruz Costa

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2014 | Volume 6 | Número 4

Instituto Internacional de Cromatografia

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