Aplicación de quitosano como fase sorbente de origen natural en la microextracción por sorción en disco rotatorio (RDSE) de triclosán y metiltriclosán desde muestras acuosas

Abstract

Recientemente, las fases sorbentes de origen natural emergen como una alternativa verde para la preparación de muestras con ventajas significativas sobre las fases tradicionales. Entre los materiales utilizados destacan los biopolímeros, principalmente la familia de los polisacáridos, por sus propiedades acordes a los requerimientos de la química analítica verde y los métodos de microextracción. En este estudio se emplea la técnica de extracción por sorción de disco rotatorio (RDSE) utilizando el biopolímero de quitosano (CHS) para la extracción de triclosán (TCS) y metiltriclosán (MTCS), contaminantes emergentes introducidos al medio ambiente a través de las aguas residuales domésticas, y su posterior detección y cuantificación por cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS). Se estudiaron las vías de preparación del material sorbente de CHS y las variables químicas y de extracción involucradas en el proceso de preparación de muestras para establecer las mejores condiciones para la microextracción. También se caracterizó la lámina de CHS para determinar sus propiedades biodegradables y de estabilidad al momento de usarlo como material extractante. Las láminas de CHS se prepararon disolviendo el compuesto en ácido acético (5% v/v). Este producto se puede reticular fácilmente, proceso que le da estabilidad, elasticidad, resistencia y dureza al material, formando una película delgada hidrofóbica. Se usó glutaraldehído (GLU) para la reacción de reticulación, la condición óptima de GLU es 0,1% en una proporción de 4:1 (CHS:GLU) a pH 5 para la preparación del biopolímero entrecruzado. La lámina se formó directamente en la cavidad del disco rotatorio depositando 500 μL de la mezcla CHS/GLU y secado durante 24 horas en estufa a 37°C. Las condiciones óptimas de extracción se encontraron mediante diseño experimental y estudios univariados. Los valores óptimos de extracción establecidos como condiciones operacionales fueron: volumen de muestra de 40 mL, pH 4 de muestra, concentración de NaCl de 20% (p/v) para efecto salting out, velocidad de rotación de 2000 rpm y tiempo de extracción de 30 minutos. Para la elución, se emplearon 20 mL de una mezcla 1:1 de metanol y acetato de etilo. Los límites de detección y cuantificación para MTCS y TCS oscilaron entre 0,11 – 0,19 μg L-1 y 0,27 – 0,36 μg L-1, respectivamente y las cifras de mérito dan cuenta de un método preciso, exacto y selectivo. La aplicación de láminas CHS-GLU como fase sorbente natural para microextracción conduce al uso de un material biodegradable que es fácilmente adaptable, eficiente y reutilizable

Recently, sorbent phases of natural origin emerge as a green alternative for sample preparation with significant advantages over traditional phases. Among these materials used, biopolymers stand out, mainly the family of polysaccharides, due to their properties in accordance with the requirements of green analytical chemistry and microextraction methods. This study employs the rotating disk sorption extraction (RDSE) technique using the chitosan (CHS) biopolymer for the extraction of triclosan (TCS) and methyl triclosan (MTCS), emerging pollutants introduced into the environment through the domestic wastewater, and its detection by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The preparation routes of the CHS sorbent material and the chemical and extraction variables involved in the sample preparation process were studied to establish the best conditions for microextraction. The CHS film was also characterized to determine its biodegradable properties and stability when used as an extractant material. CHS films were prepared by dissolving the compound in acetic acid (5% v/v), this film can be easily crosslinked, this process gives it stability, elasticity, strength, and hardness to the material, forming a hydrophobic film. Glutaraldehyde (GLU) was used for crosslinking, the optimum condition for GLU was concentration of 0.1% in a 4:1 ratio (CHS:GLU) at pH 5. The film is formed directly in the cavity of the rotating disk by depositing 500 μL of the CHS-GLU mixture and drying it for 24 hours in an oven at 37°C. The optimal extraction conditions were found by experimental design and univariate studies. The optimal extraction values established as operational conditions were a sample volume of 40 mL, pH 4, NaCl concentration of 20% (w/v) for salting out effect, rotating speed of 2000 rpm, and extraction time of 30 minutes. For elution, 20 mL of a 1:1 mixture of methanol and ethyl acetate were used. The detection and quantification limits for MTCS and TCS ranged from 0.11 – 0.19 μg L-1 and 0.27 – 0.36 μg L-1, respectively. The figures of merit account for a precise, exact and selective method. The application of CHS-GLU films as a natural sorbent phase for microextraction leads to the use of a biodegradable phase that is easily adaptable, efficient and reusable