Microextração dispersiva em fase sólida baseada em nanopartículas de óxido de magnésio para pré-concentração de auramina O e azul de metileno de amostras de água

Aug 02, 2023

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 12806 (2022) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

Neste estudo, investigamos o processo de pré-concentração e determinação de vestígios de corantes Auramina O (AO) e azul de metileno (MB) em amostras de água ambiental. Para tanto, foi realizado o método de microextração em fase sólida de nanocompósitos magnéticos dispersivos assistidos por ultrassom (UA-DMNSPME) para extrair AO e MB de amostras aquosas através da aplicação de nanopartículas de óxido de magnésio (MgO-NPs). A técnica proposta é de baixo custo, fácil, rápida e compatível com muitos métodos instrumentais existentes. Os parâmetros que afetam a extração de AO e MB foram otimizados usando metodologia de superfície de resposta (RSM). Curto tempo de extração, baixos testes experimentais, baixo consumo de solvente orgânico, baixos limites de detecção (LOD) e alto fator de pré-concentração (PF) foram as vantagens do método. O PF foi de 44,5 e o LOD para AO e MB foi de 0,33 ng mL-1 e 1,66 ng mL-1, respectivamente. A faixa linear deste método para AO e MB foi de 1–1000 ng mL–1 e 5–2000 ng mL–1, respectivamente. Além disso, o desvio padrão relativo (RSD; n = 5) dos analitos mencionados ficou entre 2,9% e 3,1%. Os estudos de adsorção-dessorção mostraram que a eficiência da extração do adsorvente não diminuiu significativamente até 6 execuções de reciclagem, e o adsorvente poderia ser usado várias vezes. Os estudos de interferência revelaram que a presença de diferentes íons não interferiu substancialmente na extração e determinação de AO e MB. Portanto, o método UA-DMNSPME-UV/Vis pode ser proposto como um método eficiente para pré-concentração e extração de AO e MB de amostras de água e águas residuais.

As águas residuais de diversas indústrias, como tinturaria, madeira, couro e piscicultura, contêm corantes e são consideradas fonte de poluição ambiental. Mesmo baixas concentrações desses corantes podem alterar a cor da água. Os corantes são poluentes não degradáveis ​​e estáveis, lançados no meio ambiente da mesma forma junto com efluentes não tratados de diversas indústrias1,2.

Auramina O (AO) e azul de metileno (MB) são dois corantes estudados na presente pesquisa. AO contém cristais sólidos amarelos e MB possui cristais azuis. Além disso, os corantes AO e MB estão entre os corantes mais utilizados e importantes para tingir algodão, papel, lã e seda. Porém, a exposição prolongada a esses corantes pode causar queimaduras localizadas, náuseas, aumento da sudorese, transtornos mentais e até câncer em humanos e animais3,4,5.

A preparação da amostra é a etapa principal de um processo de análise que garante a obtenção dos resultados desejados. A preparação da amostra envolve a conversão da matriz real da amostra em um estado adequado para análise por técnicas de separação ou outros métodos. O processo de extração é o método mais comum de preparação de amostras6. Esta técnica isola e pré-concentra vestígios de analitos da matriz da amostra.

A microextração em fase sólida (SPME) é uma técnica amplamente utilizada para separar e pré-concentrar analitos orgânicos e inorgânicos de amostras aquosas7,8. Neste método, as espécies desejadas são adsorvidas e concentradas utilizando uma fase sólida ou um revestimento sólido. A seguir, as espécies adsorvidas são lavadas com solvente adequado, seguida de análise e medição por instrumentos analíticos. O baixíssimo consumo de solvente orgânico, a alta recuperação, o baixo custo e o curto tempo de extração são as principais vantagens do método SPME9,10.

Existem diversas técnicas para determinar corantes presentes em diferentes amostras, por exemplo, cromatografia líquida de alta eficiência-ultravioleta (HPLC-UV), eletroquímica e espectrofotometria11,12,13,14,15,16. Boa seletividade, fácil operação, baixos custos operacionais e capacidade de determinar uma ampla gama de materiais em diversos campos são as principais vantagens do método espectrofotométrico sobre os demais métodos17,18.

Diferentes adsorventes têm sido utilizados no método SPME, sendo as nanopartículas as mais utilizadas. As vantagens da extração com nanopartículas são custo-benefício, ecologia, baixo consumo de adsorvente e alto percentual de extração19,20.