EXTRAÇÃO POR HEADSPACE

O headspace envolve o equilíbrio de analitos voláteis entre uma fase líquida ou sólida inferior (amostra) e uma fase de vapor localizada logo acima dessa, chamada headspace (HS) ou espaço confinante. O HS é uma mistura que contém menores quantidades de soluto em relação à complexidade de matrizes sólidas e / ou lìquidas; apenas essa fase de vapor é amostrada e transferida para um cromatógrafo a gás ou outro instrumento de análise, impedindo a contaminação do injetor, da coluna e do detector por substâncias não- voláteis. (MOREAU,2008).

No artigo “Residual solvent determination by head space gas chromatography with flame ionization detector in omeprazole API” exemplifica o uso de headspace sendo que o instrumento de análise é um cromatógrafo à gás.

Como a medida de solventes residuais é obrigatória para o teste de liberação de todos os ingredientes farmacêuticos (API), no artigo demonstra a monitorização utilizando-se cromatografia a gás “headspace”. Analisou solventes orgânicos residuais (metanol, acetona, cicloexano, diclorometano, tolueno) em omeprazol, ingrediente farmacêutico ativo. Considerando se que o omeprazol é termicamente lábil, a seleção da temperatura apropriada do injetor é crítica para impedir a degradação. A temperatura inicial do forno foi de 40 °C, por 12 minutos, e programada à taxa de acréscimo de 10 °C min−1 até a temperatura final de 220 °C, por 5 minutos. Nitrogênio foi utilizado como gás de transporte. Selecionou-se como solvente a N,N-dimetilacetamida. O método foi validado mostrando-se específico, linear, preciso, sensível, robusto e com excelente recuperação.

             Referências Bibliográficas:

• PANDEY, Saurabh; KUMAR, Raj; Narendra; SINGH, Pal. Residual solvent determination by head space gas chromatography with flame ionization detector in omeprazole API; Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences  vol. 47, n. 2, apr./jun., 2011. Disponível em: http://www.scielo.br/pdf/bjps/v47n2/v47n2a19.pdf
• MOREAU, Regina Lúcia de Moraes; SIQUEIRA, Maria Elisa Pereira Bastos de. Toxicologia Analítica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. 318 p.

MICROEXTRAÇÃO EM FASE SÓLIDA

SPME (Microextração em fase sólida) é uma microtécnica, que consiste em duas etapas: a adsorção e a desorção dos compostos em uma fibra de sílica fundida recoberta com material polimérico. A etapa de adsorção é realizada expondo a fibra diretamente na amostra ou em sua fase gasosa e a desorção ocorre no próprio injetor do cromatógrafo a gás ( ou no injetor de um HPLC).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 (por exemplo, polidimetilsiloxano (PDMS); poliacrilato (PA) ou Carbowax(Cwx)) ou de um sólido adsorvente ( carvão ativo microparticulado (Carboxen)). Abaixo uma figura representando uma fibra comercial em que o recobrimento, ou filme extrator, tem espessura de 100 mm.

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

As espessuras dos recobrimentos, Lf, de fibras comerciais variam de 7 mm a 100 mm e seus volumes de 0,03 mL a 0,7 mL4,6. A extração ocorre mergulhando-se a seção recoberta na amostra, ou no seu "headspace".

 Com o dispositivo da fibra e o amostrador, o manuseio das fibras para extração é bastante facilitado. O dispositivo da fibra, que não pode ser manipulado diretamente, é usado com o amostrador onde, como mostrado na Figura 2, a fibra é presa a um êmbolo. Na extremidade oposta ao êmbolo, o tubo hipodérmico fica exposto, pois além de proteger a fibra ele é a agulha com que são perfurados septos.   

Na Figura 2B é mostrado que no corpo do amostrador existe uma fenda em forma de "Z", na qual corre um pino que, preso ao êmbolo, guia o seu deslocamento. No movimento de exposição da fibra, quando o pino atinge o corte transversal da fenda (Figura 2B), um pequeno giro do êmbolo trava a fibra na posição "exposta".

Figura 2: (A) Vista interna do amostrador de SPME com a fibra exposta; (B) vista com a fibra exposta         e o êmbolo travado pelo pino no centro da fenda em “Z”.

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. Após o procedimento é altamente recomendável vedar a agulha com um pedaço de septo, para evitar contaminações da fibra, o que também auxilia amostrar em locais distantes e transportar o conjunto para o laboratório.                                                                              

   Segue na figura abaixo procedimentos para realizar a extração e dessorção no injetor do cromatógrafo.

Figura 3: Uso de amostrador de SPME para o processo de extração e o dessorção do material extraído para análise por CG.

Numa extração por SPME as moléculas do analito tem de se deslocar da matriz e penetrar no recobrimento e, para isto, resistências a transferências de massa devem ser vencidas, até que se estabeleça um equilíbrio de partição (ou de adsorção, para o caso de recobrimentos sólidos) do analito, entre a fibra e o meio que a envolve. Portanto, a teoria de SPME baseia-se na cinética de transferência de massa entre fases e na termodinâmica que descreve o equilíbrio de partição do analito entre elas.                                                   

Referências Bibliográficas:

•  VALENTE, Antonio Luiz Pires; AUGUSTO, Fabio. Microextração por fase sólida. Quím. Nova,  São Paulo,  v. 23,  n. 4, Aug.  2000 .   Available from           <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422000000400016&lng=en&nrm=iso>. access on  27  Aug.  2011.  http://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422000000400016. .

·          KOMATSU, Emy; MOREIRA, Jorge Vaz.Otimização dos parâmetros de extração para determinação multiresíduo de pesticidas em amostras de água empregando microextração em fase sólida.  Quím. Nova, São Paulo, v.27, n. 5, 2004. Available from <http://www.scielo.br/pdf/%0D/qn/v27n5/a08v27n5.pdf. Acesso 27/08/11

MICROEXTRAÇÃO EM FASE LÍQUIDA

A Microextração em fase líquida (LPME) pode ser considerada uma evolução dos métodos de microextração com solventes. Os poros de uma membrana capilar porosa e hidrofóbica (fibra oca) são impregnados com o solvente orgânico de extração e o seu lúmen é preenchido com microlitros de uma fase aceptora. Com isso, a fase aceptora não entra em contato direto com a matriz aquosa (fase doadora), permitindo aplicar agitação constante durante a extração. Além disso, o baixo custo de cada unidade de extração possibilita o seu uso uma única vez, evitando problemas de "carry-over", efeito normalmente observado em outras técnicas de extração com membranas.

LPME pode ser utilizada em dois modos: duas ou três fases, de acordo com as características do analíto em questão. No sistema de duas fases o analito é extraído da amostra aquosa (fase doadora) através de um solvente orgânico imiscível em água imobilizado nos poros da membrana passando para o mesmo solvente orgânico (fase aceptora), presente no lúmen da fibra. Para obtenção de resultados favoráveis neste modo de extração, o analito deverá ser moderada ou altamente hidrofóbico, podendo conter grupos ionizáveis ácidos ou básicos.

No modo de três fases, o analito é extraído de uma amostra aquosa (fase doadora) através de um solvente orgânico imiscível em água imobilizado nos poros da membrana, passando para uma solução aquosa (fase aceptora) presente no lúmen da fibra. A fase orgânica atua como uma barreira entre as fases aceptora e doadora (ambas aquosas), impedindo o contato entre as duas fases.

                       Há duas configurações principais em que a LPME é empregada: configuração em "U" que utiliza duas microsseringas conectadas à fibra (mais empregada) e, configuração tipo "haste" ("rod-like"), onde somente uma microsseringa é utilizada para injetar e coletar a fase aceptora. Como mostrado na figura a seguir.

           Referência Bibliográfica:

• OLIVEIRA, Anderson Rodrigo Moraes de; MAGALHÃES, Igor Rafael dos Santos; SANTANA, Fernando José Malagueño de; BONATO, Pierina Sueli; Microextração em fase líquida (LPME): fundamentos da técnica e aplicações na análise de fármacos em fluidos biológicos.  Quím. Nova vol.31 no.3 São Paulo  2008. Disponível em:   http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422008000300031&lang=pt