Recuperação de semivoláteis e pesticidas

A Recuperação de semivoláteis e pesticidas pode ser realizada com o sistema de Concentração DryVap® , que é um equipamento que automatiza a secagem, a vaporização e a concentração de extratos de solventes orgânicos antes da análise cromatográfica, combinando o que antes eram etapas manuais em um processo automatizado. Neste artigo iremos dividir em tópicos, facilitando assim a compreensão do material:

1. Notas de aplicação
2. Sistema de concentração
3. Parâmetros e recursos
4. Etapas

1. NOTAS DE APLICAÇÃO

Neste tópico, iremos abordar as aplicações descritas em notas de aplicação do sistema de concentração DryVap®, que permite a secagem controlada, a concentração e a troca de solventes em diferentes ensaios, como na Recuperação de semivoláteis e pesticidas

1.1. Pesticidas organoclorados em cloreto de metileno

Em 2009, Johnson estudou a recuperação de pesticidas clorados no sistema concentrador DryVap® ao usar cloreto de metileno pois é o solvente mais amplamente utilizado para extrair amostras ambientais. Execuções usando 200 e 25 mL de solvente indicaram que, independentemente do volume de solvente usado, é possível obter boas recuperações. Ou seja, as recuperações indicaram que o sistema DryVap® faz um trabalho muito bom na evaporação do solvente de cloreto de metileno, mantendo os pesticidas clorados.

Portanto com o sistema DryVap®, esses altos valores de recuperação provavelmente são devidos a vários fatores, como: 1) o tubo concentrador fechado que leva à condensação dentro do tubo, 2) o enxágue automático de solvente que lava todas as superfícies internas e 3) o tubo de gás de aspersão idealmente posicionado. Porém o tubo de gás disperso direciona o gás nitrogênio diretamente para a superfície do solvente, o que permite um processo de evaporação final suave. Isso foi essencial para alcançar as recuperações desejadas (JOHNSON, 2009).

Os resultados são apresentados abaixo na tabela 1:

1.2. Pesticidas organoclorados por troca de solvente

Uma outra análise descrita pelo Macdonald (2015) foi a análise de pesticidas para extratos ambientais onde, geralmente, requer uma troca de solvente de diclorometano (DCM) para um solvente compatível em cromatógrafos, como o n-hexano. O método prescrito de troca e concentração de solvente é apresentado no Método EPA 3510 e utilizava um aparelho Kuderna-Danish (KD) para obter os resultados.

Foi utilizado o DryVap® que seca e concentra em menos de 30 minutos e realiza a troca de solvente por hexano ao concentrado e repetindo o processo automatizado. No mais, Macdonald utilizou três alíquotas de 200 mL de DCM com a mistura de pesticidas organoclorados, onde despejou as amostras no DryVap® onde foram secas e concentradas, e depois adicionou o n-hexano.

Contudo a  amostra final foi seca mantida à temperatura ambiente sob uma manta de gás inerte após a conclusão no DryVap®. E, posteriormente envazada em frascos vials. O Resultado do ensaio (Tabela 2) mostra as recuperações médias e o desvio padrão relativo (RSD) para as três execuções concluídas. A automação do sistema DryVap® permitiu que o RSD seja inferior a 5% (com exceção de três compostos). Além disso, a alta recuperação evidente para 4,4′-DDT e Endrin indica que não há degradação de compostos termicamente lábeis.

 

1.3. Recuperações de semivoláteis

Ebitson e Gallagher (2010) estudaram recuperações de semivoláteis aprimoradas para um extrato e, ao mesmo tempo, automatizar todo o processo de concentração, para determinar como o tubo concentrador  para envasar direto o frasco de CG e o sistema Concentrador DryVap® podem otimizar as recuperações de compostos semivoláteis de baixo e alto ponto de ebulição. O uso do tubo do concentrador DryVap® direto para o frasco de CG eliminou a etapa de transferência realizada nos processos tradicionais, por pipetagem, permitindo maior eficiência e reprodutibilidade.

O método EPA 8270D foi escolhida devido os compostos mais voláteis da mistura que são difíceis de reter durante a concentração e subsequente processo de enxágue; enquanto os compostos com maior ponto de ebulição são mais propensos a adsorver nas paredes de vidro. Realizaram um ensaio com recuperações para os 114 compostos semivoláteis que foram muito bons, com média de 86 a 113%, com a maioria no percentual de 90. O desvio padrão e o desvio padrão relativo (RSD) foram baixos, mostrando grande reprodutibilidade durante todo o processo de concentração. Este estudo demonstrou que recuperações semivoláteis aprimoradas para um extrato e, ao mesmo tempo, automatizar processo de concentração (EBITSON & GALLAGHER, 2010).

Como podemos ver nas notas de aplicação, o sistema concentrador DryVap® veio para revolucionar e para te auxiliar no dia a dia no laboratório!

           2. SISTEMA DE CONCENTRAÇÃO PARA A RECUPERAÇÃO DE SEMIVOLÁTEIS E PESTICIDAS

Permite a secagem controlada, a concentração e a troca de solventes em muito pouco tempo. Ele remove a mão de obra humana do processo dos métodos convencionais como do aparelho Kuderna-Danish (KD), que consome muito tempo, além de ser sensível a erros humanos e erros como evaporar muito ou rápido demais ou não condicionar corretamente o sulfato de sódio podendo resultar em perda de amostras.

Este sistema, DryVap, pode otimizar as recuperações de compostos semivoláteis de baixo e alto ponto de ebulição, permite que menos erros cometidos pelo analista e uma maior taxa de reprodutibilidade, os quais podem economizar tempo e dinheiro da empresa.

Os desenvolvedores projetaram o sistema de concentração DryVap® especificamente para melhorar a recuperação de compostos orgânicos semivoláteis, como os presentes no método EPA 8270D. Com um design exclusivo, o sistema veda o tubo concentrador e direciona o extrato diretamente para o frasco de cromatografia gasosa (CG). Durante o processo, ele induz a condensação do solvente evaporado nas paredes internas do tubo concentrador e conduz o extrato concentrado até a extremidade, facilitando o envase no frasco de CG.

Essa condensação, similar à obtida com o aparelho Kuderna-Danish (KD), permite que o solvente condensado recupere compostos mais voláteis, evitando sua perda na fase de vapor. Além disso, o sistema DryVap® automatiza quase todas as etapas do processo, restando apenas uma operação manual, e conclui a tarefa com mais rapidez do que os métodos manuais tradicionais com o KD.

Abaixo na tabela 3 apresenta as comparações de sistemas de secagem de outros métodos usados para secagem, como o Evaporadores Rotativos.

     3. PARÂMETROS E RECURSOS

O sistema realiza a evaporação ao combinar de forma eficiente calor, gás disperso e vácuo, o que permite evaporar o solvente de maneira suave e rápida, economizando tempo e melhorando os resultados. O operador pode otimizar cada uma dessas variáveis por meio do controle via microprocessador, maximizando assim a recuperação dos analitos.

Os parâmetros e recursos para A Recuperação de semivoláteis e pesticidas

• Gás de aspersão: A aspersão inovadora do gás evapora suavemente a amostra até o ponto final.

• Aquecimento: possui um aquecedor de imersão e câmara de vácuo. O aquecedor e o gás de aspersão podem ser controlados para imitar uma banda de condensação, semelhante à vista no aparelho KD. Os elementos de aquecimento individuais fornecem calor diretamente para a amostra e desligam-se automaticamente quando a amostra atinge 3 ml. No entanto não  é necessário banho de água ou bloco quente.

• O sistema utiliza o vácuo para reduzir o ponto de ebulição do solvente, o que permite realizar a evaporação de forma suave e remover os vapores com eficiência.

 

• O sistema não adiciona movimento externo, mas o operador observa algum movimento interno porque o vácuo reduz o ponto de ebulição do solvente.

• Sistema fechado: Este é um sistema fechado, de modo que o movimento observado devido ao solvente em ebulição rápida não promove perdas de analito.

• O DryVap aceita diferentes tipos de frascos, e o operador deve realizar o enxágue em cada transferência. O sistema permite manipular de 1 a 6 amostras simultaneamente ou de forma independente. Esse recurso adicional melhora as taxas de recuperação, pois mantém o material no mesmo frasco desde a etapa de concentração até a análise. Além disso, reduz significativamente o risco de derramamentos ou perdas de amostras, eliminando a necessidade de transferências com pipeta para frascos destinados à cromatografia gasosa (CG).

• Automático: Microprocessador controlado para automação completa. Os sensores de nível de líquido fornecem detecção precisa do ponto final, encerram automaticamente a operação quando se atinge 0,9 ml. Possui lavagem automática com solvente do tubo do concentrador, e temporizador variável para finalizar o processo de concentração.

     4. ETAPAS

O sistema concentrador DryVap^® se divide e 3 etapas, que estão na figura abaixo e descrito em seguida:

• Etapa 1: Secagem com solvente

O sistema utiliza a tecnologia patenteada de membrana de separação DryDisk™, permitindo que o operador seque rapidamente uma amostra líquida “em linha”, por meio da porta incorporada em cada tubo de evaporação. Com isso, elimina-se a necessidade de sulfato de sódio. Além disso, o sistema permite extrair novamente a água residual retida, o que melhora significativamente as taxas de recuperação. O processo de secagem é ainda mais eficiente com o uso de vácuo. Caso o operador opte por não utilizar esse recurso, basta despejar o solvente ou a amostra seca diretamente em um tubo DryVap para realizar a evaporação.

• Etapa 2: Evaporação rápida de solvente

Em primeiro lugar, os desenvolvedores projetaram o concentrador DryVap para emular o método tradicional de KD (Kuderna-Dinamarquês), amplamente reconhecido como referência para processos de evaporação. O DryVap é o único sistema automatizado que induz uma condensação no interior do vaso de evaporação — assim como ocorre no método KD — com o objetivo de melhorar a recuperação das frações mais voláteis, como os alquil C8 a C12. Durante todo o processo, o sistema mantém a amostra em constante agitação, o que garante uma evaporação mais uniforme e eficiente.

Uma amostra constantemente misturada melhora a reprodutibilidade entre amostras. Possui tubos de evaporação independentes para eliminar a contaminação cruzada induzida por vapor e completamente selados que evitam a perda de amostras, aquecedor de imersão para evaporação eficiente e um equilíbrio mais rápido, o termopar interno detecta quando o nível de solvente se aproxima da parte superior do aquecedor e desliga automaticamente o aquecedor de imersão. Ademais possui 5 métodos de lavagem automática selecionáveis ​​para melhorar a recuperação da amostra.

• Etapa 3: Explosão suave de nitrogênio

O concentrador DryVap injeta uma suave espuma de nitrogênio próxima ao fundo do vaso para realizar o sopro controlado até o ponto final. Esse recurso elimina a necessidade de descarga manual de nitrogênio. Além disso, os sensores de nível de líquido encerram automaticamente a operação ao atingir 0,9 ml, preservando a amostra sob uma manta de N₂ até que o usuário esteja pronto para transferi-la.

Como vimos, o sistema DryVap facilita a secagem, evaporação e concentração de extratos de solventes orgânicos antes da análise cromatográfica. Por isso, ele se torna uma ferramenta valiosa para aprimorar os processos em seu laboratório. Para mais detalhes sobre o equipamento, clique aqui.

Por fim, ainda ficou com dúvidas quanto ao equipamento, suas as especificações ou a aplicação para a Recuperação de semivoláteis e pesticidas? Entre em contato e fale com um de nossos especialistas.

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REFERÊNCIAS

Recuperação de semivoláteis e pesticidas:

BROUSSEAU, J.L. Improved evaporation and Concentration for better Chromatographic analysis, Horizon Technology, 2017.

EBITSON, M; GALLAGHER, D. Enhancing Recoveries and Maximizing Throughput of Semi-Volatile Organics Using the Direct-to-GC-Vial Concentrator Tube and DryVap® Concentrator System, THE APPLICATION NOTEBOOK, p.24, 2010.

JOHNSON, R. Recoveries of Organochorine Pesticides Using Methylene Chloride with the DryVap™ Concentrator System, Horizon Technology, 2009.

MACDONALD, S.J. Solvent Exchange from Dichloromethane to n-Hexanes Using the DryVap® Concentrator System, SelectScience, 2015.

Método EPA 3510, Separatory funnel liquid-liquid extraction, 1996.

Método EPA 8270D, Semivolatile organic compounds by gas chromatography/mass spectrometry, revisão 2014.