Determinação cromatográfica de hidrocarbonetos policíclos aromáticos em amostras de cachaça por extração em ponteira dispersiva automatizada

Abstract

Este trabalho descreve o desenvolvimento de uma nova metodologia analítica para a quantificação de 11 hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) ? sendo eles: Naftaleno (NPH), fluoreno (FLR), fenantreno (PHE), fluoranteno (FA), pireno (PY), benz[a]antraceno (BaA), criseno (CHR), benzo[b]fluoranteno (BbFA), benzo[a]pireno (BaP), dibenzo(a,h)antraceno (DBahA) e benzo[g,h,i]perileno (Bghip) ? em quatro amostras de cachaças brasileiras utilizando um sistema automatizado de microextração em ponteira dispersiva paralela (Au-Pa-DPX), com separação e detecção realizadas por cromatografia líquida de alta eficiência com detector de arranjo de diodos (HPLC-DAD). Os resultados com o método Au-Pa-DPX foram também comparados com aqueles obtidos através do método convencional manual paralelo (Pa-DPX), utilizando as mesmas amostras e o processo de extração otimizado. O solvente de dessorção, ciclos de dessorção, limpeza e extração foram otimizados utilizando metodologia de superfície de resposta e abordagens univariadas. A metodologia por Au-Pa-DPX otimizada envolveu 3 ciclos de condicionamento, sendo 2 ciclos de 50:50 v:v de ACN:MeOH e 1 ciclo de UPW; 9 ciclos de extração; 1 ciclo de dessorção com AcEt; e 6 ciclos de limpeza com AcEt. A corrida cromatográfica foi de 21 minutos, utilizando um gradiente de ACN e UPW.Para o método Au-Pa-DPX, o coeficiente de determinação (R²) variou de 0,9948 a 0,9997. Os limites de detecção, limites de quantificação e faixa linear de trabalho para os 11 analitos foram de 0,303 µg L?¹,1,00 µg L?¹ e 1 µg L?¹ a 300 µg L?¹, respectivamente. A precisão interdia e intradia variaram de 7,6% a 31,7% e de 0,40% a 15,8 %, respectivamente. Para o método manual Pa-DPX, a precisão interdia e intradia variaram de 8,2% a 38,1% e de 5,40% a 18,7%, respectivamente. Os valores de recuperação relativa obtidos com o método proposto variaram de 53,29% a 124,94%. Os fatores de enriquecimento variaram de 15,13 a 22,35. A soma das concentrações de HPAs nas quatro amostras variou de não detectado a 25,58 µg L?¹, foram detectados NPH, PHE, CHR, BaA, BbFA e Bghip nas amostras. Esses resultados, quando correlacionados ao método Pa-DPX, destacam os ganhos em termos de precisão obtidos com o aparelho automatizado. Além disso, quando comparado a outros métodos da literatura, trata-se de uma alternativa verde interessante para a determinação desses analitos e nessa amostra, com alta frequência analítica (4,67 min por amostra), baixo consumo de solventes e amostra, gerando menos resíduos e reduzindo os riscos à saúde do analista.

Abstract: This work describes the development of a new analytical methodology for quantifying 11 polycyclic aromatic hydrocarbons (HPAs) ? namely: naphthalene (NPH), fluorene (FLR), phenanthrene (PHE), fluoranthene (FA), pyrene (PY), benz[a]anthracene (BaA), chrysene (CHR), benzo[b]fluoranthene (BbFA), benzo[a]pyrene (BaP), dibenzo(a,h)anthracene (DBahA), and benzo[g,h,i]perylene (Bghip) ? in four samples of Brazilian cachaças using an automated parallel dispersive pipette microextraction system (Au-Pa-DPX), with separation and detection performed by HPLC-DAD. The results with the Au-Pa-DPX method were also compared with those obtained using the conventional manual parallel method (Pa-DPX), utilizing the same samples and optimized extraction process. The desorption solvent, desorption cycles, cleaning, and extraction were optimized using response surface methodology and univariate approaches. The optimized Au-Pa-DPX methodology involved 3 conditioning cycles, consisting of 2 cycles with 50:50 v:v ACN:MeOH and 1 cycle with UPW; 9 extraction cycles; 1 desorption cycle with AcEt; and 6 cleaning cycles with AcEt. The chromatographic run lasted 21 minutes, using a gradient of ACN and UPW. For the Au-Pa-DPX method, the determination coefficient (R²) ranged from 0.9948 to 0.9997. The limits of detection, limits of quantification and linear working range for all the 11 analytes were 0.303 µg L?¹, 1.00 µg L?¹ and 1 µg L?¹ to 300 µg L?¹, respectively. The interday and intraday precision ranged from 7.6% to 31.7% and from 0.40% to 15.8%, respectively. For the manual Pa-DPX method, interday and intraday precision ranged from 8.2% to 38.1% and from 5.40% to 18.7%, respectively. The relative recovery values obtained with the proposed method ranged from 53.29% to 124.94%. Enrichment factors ranged from 15.13 to 22.35. The sum of PAH concentrations in the four samples ranged from not detected to 25.58 µg L?¹, NPH, PHE, CHR, BaA, BbFA and Bghip were detected in the samples. These results, when correlated with the PaDPX method, highlight the improvements in precision achieved with the automated device. Furthermore, when compared to other methods in the literature, it represents an interesting green alternative for the determination of these analytes in this sample, with high throughput (4.67 min per sample), low solvent and sample consumption, generating less waste, and reducing health risks for the analyst.