Otimização e validação de um método para o preparo de suspensões e determinação de fulereno n-C60 em matriz aquosa

Abstract

Com o aumento da produção do fulereno C60 e sua aplicação comercial é previsível que este composto acabe sendo liberado no ambiente, tornando-se um contaminante. Em razão das suas características físico-químicas e sua capacidade de formar agregados (n-C60) quando em contato com a água, o C60 pode se tornar um carreador de outros contaminantes (como metais e compostos orgânicos), facilitando a sua entrada nos organismos. Neste sentido, a sua toxicidade (tanto de forma isolada como em associação com outros contaminantes) vem sendo avaliada. Sendo assim, a fim de viabilizar os estudos com C60, uma metodologia para preparo de suspensões aquosas foi validada, sendo quantificada por CLAE/UV-Vis. As suspensões foram preparadas sem a adição de solvente de duas formas distintas, com aquecimento (50ºC) e à temperatura ambiente (≈20 ºC), onde se mantiveram sob agitação constante e exposição à luz artificial por até 2 meses. A cada 15 dias a suspensão foi quantificada. Além disso, três métodos distintos de extração e pré-concentração (extração líquido-líquido (ELL), extração em fase sólida (EFS) e micro-extração dispersiva líquido-líquido (MEDLL)) foram validados e comparados quanto a sua eficiência. Coeficientes de correlação ≥ 0,99 foram obtidos para as curvas de calibração. Os LDM e LQM foram de 0,08 e 0,3 ng mL-1 para EFS e ELL, considerando o fator de concentração de 500 vezes, e de 0,8 e 3,0 ng mL-1 para a MEDLL, considerando o fator de concentração de 50 vezes, respectivamente. A precisão (intermediária e repetitividade) variou entre 0,46 e 4,03 (%RSDpi) e entre 0,69 e 3,59 (%RSDr), enquanto que a exatidão ficou entre 72,3 e 85,6% para ELL, 86,1 e 115,5% para a EFS e 87,9 e 111,4% para MEDLL. Com base nestes parâmetros relativos a análise de suspensões aquosas de C60, a EFS foi considerada o método mais eficiente. O aquecimento se mostrou relevante no tamanho dos agregados, que foram significativamente maiores na suspensão sem aquecimento, porém o tempo de preparo da suspensão não influenciou na concentração final da suspensão. Portanto, recomenda-se o preparo das suspensões aquosas de C60 sem aquecimento por um período de agitação de 30-45 dias.

With the increment of fullerene production and its commercial application, it is inevitable that some residues of fullerene reach the environment. Once in the water, this contaminant forms aggregates (n-C60), which could act as carriers of other contaminants, such as metals and organic compounds, facilitating their assimilation by organisms. In this sense, its toxicity (isolated or in combination with other contaminants) is being assessed. Thus, a methodology for preparation aqueous suspensions of C60 has been validated and quantified by HPLC/UV-Vis. The suspensions were prepared without any organic solvent under heating (50 ºC) and room temperature (≈ 20 ºC) conditions, and constant agitation and light exposure for up to 2 months. The suspensions were quantified every 15 days. In addition, three distinct methods of extraction and pre-concentration (liquid-liquid extraction (LLE), solid phase extraction (SPE) and dispersive liquid-liquid micro-extraction (DLLME)) were evaluated. Correlations above 0.99 were obtained for the calibration curves. The LDM e LQM were 0.08 and 0.3 ng mL-1 for SPE and LLE, considering a preconcentration of 500-fold, and 0.8 and 3.0 ng mL-1 for DLLME, considering a preconcentration of 50-fold, respectively. The precision (intermediate and repeatability) ranged between 0.46 and 4.03 (%RSDpi) and 0.69 and 3.59 (%RSDr), while accuracy varied between 72.3 and 85.6% for LLE, 86.1 and 115.5% for SPE, and 87.9 and 111.4% for DLLME. Based on the parameters, SPE was considered the most efficient method. The heating was relevant in the size of the aggregates, which were significantly larger in the procedure without heating, whereas time of preparation did not influence the final concentration of the suspensions. Therefore, the aqueous suspensions of C60 should be prepared without heating for a period of 30-45 days of stirring.