quarta-feira, 7 de setembro de 2011

Extração por Headspace e Microextração em Fase Sólida

Extração por Headspace

O headspace é uma técnica excelente e sensível, utilizada para analisar compostos em baixas concentrações. Nesta técnica, na qual o analito é, necessariamente, mais volátil que a matriz, este volatiliza preferencialmente, podendo ser determinado sem os interferentes dos outros componentes da amostra, através da análise do vapor desprendido do analito.
A principal característica do headspace é a possibilidade da determinação de componentes voláteis da amostra a ser estudada de forma direta. Além disso, o headspace torna-se insubstituível e muito eficiente, pois possibilita a introdução da amostra sem pré-tratamento no cromatógrafo a gás. Isto torna-se mais crítico principalmente devido a baixa detectabililidade dos detectores cromatográficos e a indesejável contaminação da coluna por resíduos não-voláteis.
Um dos alvos mais importantes da indústria moderna de alimentos é satisfazer as demandas do consumidor pela oferta de produtos diversificados e de alta qualidade. Este alvo seria inatingível sem o uso de embalagens. Com relação a seus aspectos técnicos, a embalagem deve conter, preservar e proteger o produto. Apesar da tão bem aceita conveniência oferecida pelos sistemas de embalagem plástica, muitas discussões têm emergido devido às questões de segurança alimentar. Atualmente, há disponível no mercado mais de 30 diferentes tipos de plásticos, sendo que, diferentes tipos de aditivos são incorporados no processo de transformação destes plásticos, proporcionando melhor desempenho no processamento e nas características finais das embalagens. Assim torna-se bastante claro que embalagens plásticas não são inertes, já que todas estas substâncias se encontram dispersas na matriz polimérica que entrará em contato direto com os alimentos e podem se tornar contaminantes se transferidas aos produtos acondicionados por processos conhecidos por migração. O termo migração geralmente é descrito como um processo de difusão, que pode ser fortemente influenciado pelas interações entre componentes do alimento e o material de embalagem.
Técnicas mais recentes para extração de voláteis de materiais de embalagem empregam um sistema fechado aquecido, onde uma alíquota do vapor presente no sistema é removida e introduzida em um cromatógrafo a gás. Esta técnica é conhecida por análise do headspace. As variações mais conhecidas desta técnica incluem o método do headspace estático e o método do headspace dinâmico (purge-and-trap). No modo estático, a amostra é armazenada e selada em um frasco hermético e os analitos voláteis são coletados no headspace do frasco após equilíbrio de volatilização. No modo dinâmico, um fluxo de gás inerte é borbulhado na amostra e os analitos voláteis são transferidos para um trap (armadilha) de coleta. O trap é aquecido e os voláteis são dessorvidos ou liberados e, posteriormente, transferidos para o cromatógrafo a gás. Tanto técnicas de headspace estático como headspace dinâmico têm sido usadas para transferência de componentes voláteis de matrizes para a fase gasosa. Para estas técnicas, a recuperação dos compostos voláteis depende de fatores tais como a temperatura de dessorção dos analitos e da temperatura de amostragem.

Microextração em fase sólida (SPME)

SPME é uma microtécnica, em que os processos de extração e pré concentração de analitos ocorrem numa escala dimensional. A SPME tem aplicações em áreas como análise ambiental e de solos, água, alimentos, produtos naturais e farmacêuticos, análise clínica e forense. 
O dispositivo básico de SPME consiste de um bastão de fibra ótica, de sílica fundida (FS) de 100 mm de diâmetro, com 10 mm de uma extremidade recoberto com um filme fino de um polímero (polidimetilsiloxano = PDMS, poliacrilato = PA ou Carbowax = Cwx) ou de um sólido adsorvente (carvão ativo microparticulado = Carboxen). A Figura abaixo representa uma fibra comercial em que o recobrimento, ou filme extrator, tem espessura de 100 mm.


Figura 1: Dispositivo da fibra de SPME: (A) Posição com a fibra retraída na agulha (tubo hipodérmico de diâmetro externo 0,56 mm), (B) posição com a fibra exposta. No detalhe são mostradas as dimensões típicas da seção com recobrimento de 100 mm de espessura.


A extração ocorre mergulhando-se a seção recoberta na amostra. Com a fibra retraída na agulha, o septo do frasco de amostra é perfurado e a fibra é exposta à amostra. Terminado o tempo de extração a fibra é novamente retraída, a agulha é retirada do septo e levada para inserção no CG. Com a fibra retraída o septo do injetor é perfurado, a fibra é exposta para dessorção térmica e, terminada a dessorção, é retraída e a agulha retirada.

 
Figura 2: Uso do amostrador de SPME para o processo de extração e o de dessorção do material extraído para análise por CG.



Bibliografia

GOBATO, E. A. A. F.; LANÇAS, M.F. Comparação entre injeção na coluna ("on-column") e headspace dinâmico na determinação de benzeno, tolueno e xilenos (BTX) em amostras de água. Quím. Nova vol.24 no.2 São Paulo Mar./Apr. 2001. Disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S010040422001000200004&script=sci_arttext. Acesso em: 24 de agosto de 2011.

VALENTE, P.L.A.; AUGUSTO, F. Microextração por fase sólida. Química nova, 23(4) (2000). Disponível em: http://www.scielo.br/pdf/qn/v23n4/2653.pdf. Acesso em: 24 de agosto de 2011.

FREIRE, A.T.M.; BOTTOLI, G.B.C.; REYES, G.F. Contaminantes voláteis provenientes de embalagens plásticas: desenvolvimento e validação de métodos analíticos. Quím. Nova vol.31 no.6 São Paulo  2008. Disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S010040422008000600043&script=sci_arttext. Acesso em: 24 de agosto de 2011.




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