Síntese e caracterização de nanopartícula magnética funcionalizada com zeólitas: um material biossortivo para extração de canabinoides em amostras de urina de pacientes com suspeita de intoxicação

Abstract

Os aspectos legais envolvendo a Cannabis sativa estão em debate mundialmente e mudanças nos padrões de consumo são notadas. O aumento nos casos de exposições acidentais, atendimentos de urgência e intoxicações pela droga deixam preocupações sobretudo quanto à população jovem, visto que essa está em modulação neuroanatômica. Com o avanço tecnológico e com a preocupação quanto à sustentabilidade, novas técnicas analíticas rápidas, de fácil aplicabilidade e que atendam à Química Verde se fazem necessárias para a quantificação de canabinoides em amostras biológicas. Uma nova proposta é a utilização da extração em fase sólida magnética dispersiva (DMSPE), a qual baseia-se na manipulação de nanopartículas magnéticas (MNPs) para separação das fases reduzindo o número de etapas sem reduzir a eficiência da extração. Somado a isso, o uso de sorventes naturais como materiais extrativos alternativos e sustentáveis tem promovido avanços importantes em estratégias de preparo de amostras mais ecológicas. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e validar um método analítico utilizando fase sortiva magnética funcionalizada com material biossortivo para sorção de canabinoides em amostras de urina de pacientes com suspeita de intoxicação por Cannabis sativa recebidas pelo CIATox de Santa Catarina. Foi desenvolvida uma metodologia cromatográfica por cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a detector de arranjo de diodos (HPLC-DAD) para identificação e quantificação de THC e CBD. A fase móvel consistiu em Acetonitrila:Ácido Fórmico 0,1% (80:20, v/v) em fluxo de 1,0 mL/min. Para fase estacionária foi utilizada a coluna C18 (250 x 4,6 mm x 5 m) e o detector foi ajustado com comprimento de onda entre 190-210 nm. As MNPs foram sintetizadas pelo método de coprecipitação a partir de cloreto férrico hexahidratado (FeCl3.6H2O) e de cloreto ferroso tetrahidratado (FeCl2.4H2O), e posteriormente ancoradas à zeólita, fase biossortiva definida como melhor extratora. As MNPs funcionalizadas com zeólitas (MNPs@ZEO) foram caracterizadas por difratometria de raios-x, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR), potencial zeta e tamanho de partícula. Foi realizado planejamento multifatorial para otimização da técnica DMSPE utilizando MNPs@ZEO, definindo a melhor condição experimental como 15 mg de fase sortiva, pH da amostra igual a 7, volume de amostra de 400 µL, 1 minuto de agitação e 250 µL de volume de solvente de dessorção. A metodologia foi validada de acordo com guias bioanalíticos da ANVISA, da UNODC e do SWGTOX obtendo linearidade entre 400 e 4000 ng/mL para CBD e THC. Os valores de exatidão ficaram abaixo de 8,14% e de precisão abaixo de 14,93% para ambos os analitos. O método confirmou-se ser seletivo e não apresentou efeito residual. Por fim, a DMSPE foi aplicada satisfatoriamente na determinação de THC e CBD em amostras reais de pacientes com suspeita de intoxicação por Cannabis sativa.

Abstract: The legal aspects related to Cannabis sativa are under debate worldwide and changes in consumption patterns are noted. The increase in cases of accidental exposure, emergency care and drug poisoning leaves concerns especially regarding the young population, as it is undergoing neuroanatomical modulation. With technological advances and concerns about sustainability, new analytical techniques that are fast, easy to apply and that comply with Green Chemistry are being developed for the quantification of cannabinoids in biological samples. A new proposal is the use of dispersive magnetic solid phase extraction (DMSPE), which is based on the manipulation of magnetic nanoparticles (MNPs) to separate the phases, reducing the number of steps without reducing extraction efficiency. In addition, the use of natural sorbents as alternative and sustainable extractive materials has promoted important advances in more ecological sample preparation strategies. The objective of this work was to develop and validate an analytical method using a magnetic sorption phase functionalized with biosorption material for the sorption of cannabinoids in urine samples from patients suspected of Cannabis sativa poisoning from CIATox in Santa Catarina. A chromatographic methodology using high-performance liquid chromatography coupled to a diode array detector (HPLC-DAD) was developed for the identification and quantification of THC and CBD. The mobile phase consisted of Acetonitrile:0.1% Formic Acid (80:20, v/v) at a flow rate of 1.0 mL/min. For stationary phase, the C18 column (250 x 4.6 mm x 5 m) was used and the detector was adjusted to a wavelength between 190-210 nm. The MNPs were synthesized by the coprecipitation method from ferric chloride hexahydrate (FeCl3.6H2O) and ferrous chloride tetrahydrate (FeCl2.4H2O), and subsequently anchored to zeolite, the biosorption phase defined as the best extractor. MNPs functionalized with zeolites (MNPs@ZEO) were characterized by x-ray diffractometry, scanning and transmission electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), zeta potential and particle size. Multifactorial planning was carried out to optimize the DMSPE technique using MNPs@ZEO, defining the best experimental condition as 15 mg of sorptive phase, sample pH equal to 7, sample volume of 400 µL, 1 minute of agitation and 250 µL of desorption solvent. The methodology was validated according to ANVISA, UNODC and SWGTOX bioanalytical guidelines, obtaining linearity between 400 and 4000 ng/mL for CBD and THC. Accuracy values were below 8,14% and precision below 14.93% for both analytes. The method was confirmed to be selective and showed no residual effect. Finally, DMSPE was satisfactorily applied to determine THC and CBD in real samples from patients suspected of Cannabis sativa intoxication.