Otimização de método para determinação de PPCPs em água empregando SPE e LC-ESI-MS/MS

Abstract

A qualidade da água é um importante indicativo da capacidade de uma nação para alcançar o desenvolvimento sustentável. Atualmente as nações industrializadas se deparam com um novo problema: a contaminação das águas por contaminantes emergentes, entre eles fármacos e produtos de cuidado pessoal (PPCPs). Neste trabalho um método empregando extração em fase sólida (SPE) e cromatografia líquida com fonte de ionização por eletrospray acoplada à espectrometria de massas sequencial espectrometria de massas (LC-ESI-MS/MS) foi desenvolvido e validado para a determinação de cinco produtos farmacêuticos e um produto de cuidado pessoal sendo eles: nimesulida (anti-inflamatório), amitriptilina (antidepressivo), enalapril (anti-hipertensivo), glibenclamida (antidiabético), haloperidol (anti-psicótico) e metilparabeno (conservante) em amostras de água. Para otimização da SPE, foi utilizado, na primeira etapa, um planejamento fatorial fracionado para a seleção das variáveis que afetaram o procedimento de extração dos compostos em estudo. Um planejamento 2v5-1 foi feito com seis repetições no ponto central. Os principais efeitos e interações entre cada parâmetro foram avaliados. Posteriormente escolha da melhor condição de extração, foi realizada uma segunda etapa avaliando a influência da acidificação e alcalinização do solvente de eluição. Para SPE utilizou-se cartuchos StrataTM – X 200 mg, e eluição com 5 mL de metanol com 5% de ácido fórmico. Após o estudo e otimização dos parâmetros de extração e separação dos compostos, o método foi validado avaliando-se curva analítica, linearidade, limites de detecção e quantificação, precisão (repetitividade e precisão intermediaria), exatidão (recuperação), efeito matriz e eficiência do processo. Os limites de detecção variaram de 0,01 a 0,2 μg L-1 e os limites de quantificação de 0,05 a 1,0 μg L-1. Foi obtida boa linearidade com coeficiente de correlação r > 0,99 para todos os compostos. As recuperações variaram ente 65 e 120% com RSDs menores que 20%. Para correção do efeito de matriz foi utilizado o método de quantificação por superposição na matriz. O método foi aplicado na determinação de PPCPs em amostras de água de superfície e de abastecimento durante três meses. Nas amostras foram detectados PPCPs em níveis que variaram de 0,05 a 134 μg L-1. O método proposto pode ser utilizado para a determinação de resíduos de produtos farmacêuticos e de cuidados pessoais em água potável e de superfície.

The quality of water is an important indicative of the ability of a nation to reach the sustainable development. Currently, the industrialized nations are faced with a new problem - the contamination of water by emerging contaminants, including pharmaceuticals and personal care products (PPCPs). A method based on solid-phase extraction and liquid chromatography electrospray ionization source coupled with sequential mass spectrometry (LC-ESI-MS/MS) was developed and validated for the determination of five pharmaceutical and personal care product being: nimesulide (anti-inflammatory), amitriptyline (antidepressant), enalapril (antihypertensive), glibenclamide (antidiabetic), haloperidol (antipsychotic) and methylparaben (a preservative) in water samples. For optimization of SPE was used as a tool in the first step a fractional factorial design for selection of the variables affecting the extraction procedure of the compounds under study. A plan was made 2v5-1 with 6 replicates at the central point. The main effects and interactions between each parameter were evaluated. Later selecting the best condition extraction was performed a second step by evaluating the effect of acidification or alkalization of the eluting solvent. For SPE cartridge was used StrataTM X - 200 mg, eluting with 5 ml of methanol 5% HCOOH. After the study and optimization of the extraction and separation, the method was validated by evaluating the analytical curve, linearity, limits of detection and quantification, precision (repeatability and intermediate precision), accuracy (recovery), the matrix effect and efficiency process. The detection limits ranged from 0.001 to 0.2 μg L-1 and the limits of quantification from 0.05 to 1.0 μg L-1.Good linearity with correlation coefficient r > 0.99 for all compounds was reached. The recoveries ranged from 65 to 120% with RSDs lower than 20%. Matrix effect was compensated using matrix-matched calibration. The method was applied to the determination of PPCPs in samples of surface water and supplies for three months. The samples were detected at levels of PPCPs μg L-1.The proposed methodology can be used for the determination of residues of pharmaceuticals and personal care products in drinking water. For matrix effect evaluation method was applied post-extraction, which can verify the efficiency of extraction, ion suppression or enhancement for better determination of the recovery.