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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.75.2016.tde-09032016-134923
Document
Author
Full name
Felipe Nascimento Andrade
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2015
Supervisor
Committee
Lanças, Fernando Mauro (President)
Bottoli, Carla Beatriz Grespan
Rocha, Eduardo Carasek da
Zanella, Renato
Nixdorf, Suzana Lucy
Title in Portuguese
Síntese e emprego de polímeros molecularmente impressos em técnicas miniaturizadas acopladas a cromatografia liquida para análises de triazinas e sulfoniluréias em amostras de milho
Keywords in Portuguese
BAμE
herbicidas
HPLC
MEPS
MIP
sulfoniluréias
triazinas
Abstract in Portuguese

As triazinas e sulfoniluréias tem sido muito empregadas, devido ao crescente aumento na produção agrícola e aplicação de herbicidas nas lavouras, podendo causar sérios riscos à saúde humana e ao meio ambiente. Uma problemática é a baixa concentração que estes analitos são encontrados, tornando-se necessário o emprego do preparo da amostra para a sua determinação. Com isso, a busca por técnicas de preparo de amostras miniaturizadas, simples, de baixo custo, com menores riscos de contaminações ambientais e baixo consome de solventes, tem grande predominância. Dentre as microtécnicas de preparo de amostra podemos destacar a microextração em dispositivos preenchidos com sorventes (MEPS, do inglês, Microextraction by Packed Sorbent) e a microextração adsortiva em barra (BAμE, do inglês, Bar Adsorptive Microextraction). Outro aspecto desejado no preparo de amostras é a obtenção de uma maior seletividade quanto ao sorvente empregado, quando comparado àqueles convencionais como, por exemplo, sílica modificada (ex. C18), resinas Amberlite XAD, entre outros. Nesse âmbito, o presente trabalho apresenta a síntese de dois polímeros impressos molecularmente (MIP, do inglês, Molecularly Imprinted Polymers) e suas aplicações na adsorção seletiva de moléculas de triazinas e sulfoniluréias, com separação, identificação e quantificação feitas por LC-TOF-ESI e HPLC-DAD. A primeira metodologia desenvolvida foi a síntese dos polímeros impressos empregando o ácido metacrílico e o etileno glicol dimetacrilato. Após a síntese, os polímeros foram caracterizados através da espectroscopia de infravermelho e microscopia eletrônica de varredura. O coeficiente de seletividade para o MIP foi comparado com o coeficiente de seletividade do polímero não impresso (NIP, do inglês, non imprinted polymers) para misturas binárias de atrazina/picloram, atrazina/propanil, bensulfuron/betazon e bensulfuron/prometon onde os valores dos coeficientes de seletividade relativa (k') obtidos foram de 17,2, 3,2, 10,6 e 8,5. A seguir, foram desenvolvidos dois métodos empregando MEPS para as triazinas e sulfoniluréias, respectivamente. Os métodos validados baseando-se nas recomendações da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) e com diretrizes da Comunidade Europeia, apresentaram linearidade, seletividade, precisão, exatidão e recuperação adequadas para as triazinas e sulfoniuréias. Os limites de quantificação obtidos foram da ordem de 5,0-10,0 μg kg-1 para as triazinas e 2,5 μg kg-1 para as sulfoniluréias. Ainda com propósito de determinar esses herbicidas em milho, dois novos métodos de preparo de amostra foram desenvolvidos, empregando a BAμE. A BAμE, foi desenvolvida recentemente e combinada com os polímeros molecularmente impressos, avaliou-se sua determinação para as triazinas e sulfoniluréias. As variáveis da técnica BAμE foram otimizadas e, em seguida, validadas. Os limites de quantificação obtidos foram da ordem de 0,7 μg kg-1 para as triazinas e 0,4 μg kg-1 para as sulfoniluréias. Os métodos propostos foram aplicados com sucesso para determinação de triazinas em diferentes amostras de milho verde, com valores de recuperação satisfatórios na faixa de 80,0 -120,9%.

Title in English
Synthesis and use of molecularly printed polymers with miniaturized techniques coupled to liquid chromatography for triazines and sulfonylureas analysis in corn samples
Keywords in English
BAμE
herbicides
HPLC
MEPS
MIP
sulphonylurea
triazines
Abstract in English

Triazines and sulfonylureas have been much used due to the growing in agricultural production and application of herbicides on crops, which may cause serious risks to human health and the environment. One problem is the low concentration found of these analytes, making it necessary the use of the sample preparation. Thus, the search for miniaturized sample preparation such as techniques simple, low cost, with less risk of environmental contamination and low solvent consumes has great predominance. Among the sample preparation microtechnology we can highlight the microextraction by packed sorbent (MEPS) and bar adsorptive microextraction (BA?E). Another desired aspect for sample preparation is to obtain a higher selectivity concerning the sorbent employed as compared to their conventional format; for example, modified silica (ex. 18), Amberlite XAD resins, and others. In this context, this paper presents the synthesis of two molecularly imprinted polymers (MIPs) and their applications in the selective adsorption of triazines and sulfonylureas molecules being the separation, identification and quantification steps made by LC-TOF-ESI and HPLC-DAD. The first step developed was the synthesis of imprinted polymers using methacrylic acid and ethylene glycol dimethacrylate. After synthesizing, the polymers were characterized by infrared spectroscopy and scanning electron microscopy. The MIP selectivity coefficient was compared with the NIP (non imprinted polymer) selectivity coefficient employing binary mixtures of atrazine / picloram, atrazine / propanil, bensulfuron / betazon and bensulfuron / prometon where the values of relative selectivity coefficients (k ') obtained were 17.2, 3.2, 10.6 and 8.5. Next, we developed two methods for MEPS triazines and sulfonylureas, respectively. The methods were validated based on the recommendations of the National Health Surveillance Agency (ANVISA) and the European Community directives, and presented linearity, selectivity, precision, accuracy and adequate recovery for the triazines and sulfoniuréias. The quantification limits were obtained in the range of 5.0-10.0 μg kg-1 for triazines and 2.5 μg kg-1 for sulfonylureas. Aiming determining these herbicides in corn samples, two new sample preparation methods were developed, using the BAμE. The recently developed BAμE, was combined with molecularly imprinted polymers to evaluate the determination to triazines and sulfonylureas. The BAμE variables were optimized and validated. The quantification limits were obtained in the range of 0.7 μg kg-1 for triazines and 0.4 μg kg-1 for sulfonylureas. The proposed methods were successfully applied for the determination of triazines in different samples of corn, with satisfactory recovery values in the range of 80.0 -120.9%.

 
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Publishing Date
2016-03-09
 
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