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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.75.2019.tde-28052020-154453
Document
Auteur
Nom complet
Luis Felipe Rodriguez Cabal
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Carlos, 2019
Directeur
Jury
Santos Neto, Álvaro José dos (Président)
Mazo, Luiz Henrique
Titato, Guilherme Miola
Azevedo, Eduardo Bessa
Nassur, Maria Eugenia Queiroz
Oliveira, Regina Vincenzi
Titre en portugais
Microtécnicas de extração líquido-líquido: automatização e seu acoplamento com cromatografia líquida de alta eficiência e espectrometria de massas
Mots-clés en portugais
automatização
cromatografia líquida
espectrometria de massas
microextração líquido-liquido
microtécnicas de extração
preparo de amostra
Resumé en portugais

Dentre as diversas etapas de uma análise química quantitativa, o preparo de amostra é a etapa responsável por retirar o analito de interesse da matriz e concentrá-lo, preferencialmente, em um meio que seja pertinente para análise. As técnicas mais importantes de preparo de amostra são a extração líquido-líquido (LLE) e a extração em fase sólida (SPE). O desenvolvimento de versões miniaturizada da SPE despertou interesse para que o mesmo ocorresse com as técnicas de extração líquido-líquido. Dentre as microtécnicas de extração em fase líquida, destacam-se, mais recentemente, a microextração em gota única (SDME) e a microextração em fase líquida com membrana oca (HF-LPME). Essas técnicas apresentam como principais vantagens o baixo consumo de solvente orgânico, excelente fator de concentração da amostra, são de simples e rápida operação, não apresentam efeito de memória e são passíveis de serem automatizadas, tudo isso por um custo relativamente baixo. Sendo assim, no presente trabalho são apresentadas estratégias para a automatização de métodos de preparo de amostra e análises cromatográficas baseadas em SDME e HF-LPME utilizando ferramentas de robótica de código aberto. Como prova de conceito, essas estratégias foram empregadas no desenvolvimento de métodos analíticos para a análise de antimicrobianos em esgoto, anfetaminas em urina e drogas de abuso em “blotter papers”, todas as anteriores consideradas matrizes de alta complexidade. Para a análise de antimicrobianos em esgoto foi desenvolvido um método de preparo de amostra baseado em SDME o qual emprega gotas de grande porte (90 μL) e ciclos de extração, assemelhando-se a uma extração líquido-líquido “multibatch” em escala miniaturizada. No caso da análise de anfetaminas em urina, foi desenvolvido um método de preparo de amostra baseado em HF-LPME hifenado com a análise cromatográfica, onde foi possível injetar o extrato obtido por HF-LPME diretamente no sistema cromatográfico com ajuda de uma válvula solenóide de três vias. Finalmente, um método também automatizado que permitiu a análise de drogas de abuso em selos ou “blotter papers” foi desenvolvido. O método conseguiu extrair as drogas do interior das fibras de celulose com ajuda de um motor de vibração e injetá-las no sistema de cromatografia líquida acoplado à espectrometria de massas do tipo “tempo de vôo” (TOF).

Titre en anglais
Liquid-liquid microextraction: automation and coupling with high performance liquid chromatography and mass spectrometry
Mots-clés en anglais
automation
high performance liquid chromatography
mass espectrometry
microextraction techniques
sample preparation
Resumé en anglais

Among the several steps of a quantitative chemical analysis, the sample preparation is the one responsible for pulling the target analyte out of the matrix and concentrating it, ideally, in an adequate medium for analysis. The most important sample preparation techniques are liquid-liquid extraction (LLE) and solid phase extraction (SPE). Thus, the advance of miniaturized versions of SPE led to increased interest in developing miniaturized forms of liquid-liquid extraction. Currently, single drop microextraction (SDME) and hollow fiber liquid-phase microextraction (HF-LPME) stand out among the microtechniques of liquid phase extraction. Their main advantages are low consumption of organic solvent, excellent sample concentration factor, simple and fast operation, no carryover effect, and possibility for automation; all at a relatively low cost. Therefore, we present herein strategies for the automation of sample preparation techniques and chromatographic analysis based on SDME and HF-LPME using open source robotics tools. As a proof of concept, these strategies were employed in the development of analytical methods for the analysis of antimicrobials in sewage, amphetamines in urine and drugs in blotter papers, considering that all of them are highly complex matrices. For the analysis of antimicrobials in sewage, we developed a SDME-based sample preparation method, which employs drops with large surface area (90 μL) and extraction cycles, resembling a multi batch liquid-liquid extraction. In the case of the analysis of amphetamines in urine we developed a sample preparation method based on HF-LPME integrated with chromatographic analysis that permitted injecting the extract obtained by HF-LPME directly into the chromatographic system through a three way solenoid valve. Finally, we created other automated method that allowed drug abuse testing from stamps or blotter papers. This method was able to (i) extract the drugs from the cellulose fibers with the assistance of a vibration motor and (ii) inject them into a liquid chromatograph coupled with a time of flight mass spectrometer (TOF).

 
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Date de Publication
2020-05-29
 
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