Uso de sistemas micelares en las etapas de extracción y preconcentración de plaguicidas apolares y levemente polares para su determinación analítica mediante HPLC-DAD

Abstract

La presente tesis tuvo como objetivo desarrollar un método de extracción usando sistemas micelares asociado con el uso de energía de microondas (MASE) y pre-concentración de los extractos acuosos mediante la técnica de extracción “cloud point” (CPE) empleando suelos representativos chilenos, fortificados o contaminados con un conjunto de seis plaguicidas de uso común en nuestro país (triadimefon, malatión, metolaclor, paratión, clorpirifos y trifluralina). Se emplearon dos surfactantes no-iónicos seleccionados de acuerdo a sus propiedades físico-químicas (balance hidrofílico lipofílico, HLB; concentración micelar crítica, CMC y solubilidad): POLE y Brij 56. Para el estudio y optimización de las etapas de preconcentración (CPE) y extracción micelar asistida por microndas (MAME) se utilizaron diseños experimentales del tipo “Screening factor” y superficies de respuesta. Mediante análisis de varianza (ANOVA) se estableció la influencia de los factores que afectan la eficiencia de ambas técnicas. Los factores significativos para CPE fueron: tipo y concentración de surfactante, tiempo de equilibrio. Se determinaron las condiciones para la extracción simultánea de los seis plaguicidas mediante una optimización de respuesta múltiple. En esta etapa el surfactante Brij 56 presentó los mejores resultados, ya que bajo condiciones óptimas la recuperación fue cercana al 80% para todos los plaguicidas con un coeficiente de variación menor al 5%. Con las mismas herramientas quimiométricas se estudiaron los factores que influyen sobre la eficiencia de la extracción de los plaguicidas mediante MAME desde suelos fortificados teniendo en consideración factores asociados con: i) la técnica de extracción (tipo y concentración de surfactante, volumen de extractante, potencia y tiempo de extracción) y ii) parámetros propios de la muestra y comportamiento de los plaguicidas (tipo de suelo, masa de suelo y concentración de los plaguicidas). Entre los factores significativos para MAME se encontraron el volumen de extractante y los factores instrumentales potencia y tiempo de extracción. Asimismo, fueron significativos el tipo de suelo y la concentración de los plaguicidas. Luego de la optimización se obtuvieron recuperaciones superiores al 80% para todos los compuestos, exceptuando malatión con un 39% para la matriz mas compleja. Se procedió a acoplar las dos técnicas con el objetivo de obtener extractos acuosos libres de interferentes para la determinación directa por HPLC-DAD y con una concentración de los analitos de interés adecuada para la obtención de bajos límites de detección y cuantificación. Sin embargo se observó un efecto negativo importante de la matriz extraída desde los suelos sobre la eficiencia de CPE, especialmente en suelos con mayor % de materia orgánica; lo que se tradujo en que ambos procesos acoplados son poco eficientes, con recuperaciones comprendidas entre 37 y 85%, exceptuando malatión, el que no fue detectado en el suelo de menor contenido de materia orgánica y entre 24 y 57 % en el suelo de mayor contenido de materia orgánica, incluidos todos los compuestos, con la obtención de cromatogramas complejos con una gran señal de suelo asociada a la matriz co-extraída y posteriormente concentrada. Como alternativa se asoció la extracción micelar a extracción en fase sólida (SPE) en columnas Oasis HLB, lo que permitió determinar los plaguicidas a una concentración de 0,2 μg/g, existiendo aun interferencias de la matriz en el suelo de mayor contenido de materia orgánica, pero eliminándose en gran medida la interferencia generada por la materia orgánica solubilizada en el proceso de extracción. Ello se vio claramente reflejado en la obtención de cromatogramas menos complejos que los obtenidos a través de MAME acoplada a CPE. Con este procedimiento se encontraron recuperaciones entre 53 y 77 % para todos los compuestos, exceptuando malatión, el que tampoco fue detectado en la matriz mas compleja. Por ello se contempla realizar estudios para mejorar la preconcentración y limpieza de los extractos mediante SPE con diferentes fases estacionarias para alcanzar menores límites de detección.