Microextracción en fase sólida

MICROEXTRACCIÓN EN FASE SÓLIDA
APLICACIONES EN EL ANÁLISIS DE RESIDUOS DE PESTICIDAS

SPME

Dr. Fernando Lafont Déniz SCAI-Espectrometría Masas y Cromatografía Universidad Córdoba

Preparación Convencional de Muestras en Cromatografía
Matriz con trazas de contaminantes orgánicos

Diferentes Etapas:
Extracción líquido-líquido Extracción en Fase Sólida Evaporación con nitrógenoDerivatización Adición de disolvente

Muestra lista para analizar (GC-HPLC…)

¿Qué es SPME?
SPME es una técnica de preparación y concentración de analitos sin empleo de disolventes. Se utiliza para análisis de trazas, tanto de compuestos volátiles. semivolátiles y no volátiles en matrices acuosas, fluidos biológicos, alimentos, etc… Alternativa a: Extracción líquido/líquido, SPE, Espacio en Cabeza yPurge&Trap.

¿Qué es SPME?
Los compuestos orgánicos se extraen directamente de la muestra o del espacio en cabeza, mediante una fibra recubierta de una fase estacionaria. Los analitos se van extrayendo de la muestra hacia la fibra hasta que se alcanza el equilibrio. Posteriormente, la fibra se introduce directamente en el inyector del cromatógrafo. Los analitos se desorben térmicamente dentrodel inyector, y se introducen en la columna capilar para su separación cromatográfica.

SPME: Funcionamiento
ADSORCION DESORCION

Líquido

Espacio Cabeza

SPME: Muestreo

Espacio en cabeza

Muestra original

SPME: Mecanismo de Absorción
K1 = CL/CG K2 = CF/CL K3 =CF/CG

C0 VL= CGVG+ CLVL+ CFVF

SPME: Optimización
Insert apropiado en el inyector: 0.8 mm I.D Seleccionar eltipo de fibra adecuado Acondicionar la fibra y hacer blancos Aditivos Tamaño del vial (tamaño de muestra) Agitación de la muestra Tiempo de extracción

SPME: Inyectores GC
Compatibilidad SPME con inyectores usuales en GC

SPME: Diámetro Interno Inyector GC
insert: 4 mm id

insert: 0.8 mm id BTEX

El diámetro interno del insert debe ser ligeramente superior al diámetro externo de lafibra para asegurar la obtención de picos estrechos sin pérdida de resolución cromatográfica.

Acondicionamiento de la fibra
Primer cromatograma

Después acondicionamiento

Detector: FID Fibra: 100 µm PDMS

Septum de los viales

Septum 1

Septum 2 Vial sin septum Inyección con aguja vacía Sin inyectar

Adición de Sales: Efecto en la Sensibilidad
10 8 F ID Resp o n se 6 No saltSodium chloride Sodium sulfate Potassium carbonate Sensibilidad x 23

4

2 0 MeCl Benzene TCE Chloroform Toluene Dioxane

Efecto de la Agitación de la Fibra
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. α-HCH γ-HCH β-HCH Heptacloro δ-HCH Aldrin Heptacloro epóxido Endosulfan I 4,4’-DDE Dieldrin Endrin 4,4’-DDD Endosulfan II 4,4’-DDT Endrin aldehido Endosulfan sulfato MetoxicloroEndrin cetone

2 ppb de pesticidas en agua
4 7 6 8 9 10

Con agitación
11 12 13 14

1

2 3 5

15 16

17 18

Sin agitación

10

15

20

25

0 MeCl2 Chloroform Benzene TCE

5

1 min 10 min 30 min

Dioxane Toluene m-Xylene TMB o-Nitrophenol 2,6Dimethylphenol p-Chlorophenol 2,4,6Trichlorophenol Acenaphthene Phenanthrene

Efecto del tiempo de extracción

Efecto dela temperatura

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

Temperature °C

2 ppb de DDT en agua

TIPOS DE FIBRAS DISPONIBLES
85-micras Poliacrilato: fenoles 65-micras Carbowax/divinilbenceno: alcoholes 75-micras PDMS/divinilbenceno: aminas 65-micras Carboxen/PDMS: volátiles 80-micras Divinilbenceno/carboxen/PDMS: volátiles y semivolátiles Polidimetilsiloxano (PDMS):fase no polar muy utilizada para aromáticos, ésteres, pesticidas… 100 micras: para volátiles 30 micras: pesticidas 7 micras: compuestos pesados (PAHs)

TIPOS DE FIBRAS DISPONIBLES

SELECCION DE FIBRAS EN SPME

SPME: Automatización

Inyector Automático con SPME

motor

soporte fibra septum

SPME AUTOMÁTICA: Software de control

Aplicaciones SPME en el análisis de aguas y...