Desarrollo de métodos de análisis empleando nanotubos de carbono: avances, ventajas y posibilidades

Transcripción

1 Desarrollo de métodos de análisis empleando nanotubos de carbono: avances, ventajas y posibilidades Lic. Valeria Springer Universidad Nacional del Sur Bahía Blanca, Argentina 2013

2 Introducción Nanotecnología: Ciencia y tecnología aplicadas al diseño, caracterización y uso de materiales, dispositivos y sistemas cuya forma o tamaño se controla a escala nanométrica. Nanopartícula: partícula con dimensiones del orden de nanometros (10 9 m) cuyas propiedades físicas o químicas se diferencian significativamente de las presentadas a una escala mayor.

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4 Actualización de las metodologías de análisis Investigación activa, moderna y vigente Transferencia tecnológica Organismos de regulación/control Sector industrial Productos servicios Ideas / proyectos Tecnologías Procesos

5 Aplicación de la nanotecnología en química analítica Empleo de nanoestructuras Nuevas herramientas analíticas Necesidades actuales de más y mejor información químico analítica por parte de la sociedad Desarrollo de metodologías de análisis simples y rápidas

6 Desarrollo de métodos analíticos empleando nanotubos de carbono para la determinación de herbicidas y antibióticos Laboratorio FIA Sección Química Analítica, INQUISUR (UNS CONICET) Simplificación y miniaturización del procedimiento de tratamiento de la muestra Mejora del proceso de análisis Reducción del uso de reactivos/solventes potencialmente tóxicos y mínima generación de residuos Reemplazo de solventes orgánicos tóxicos. Mayor simplificación y rapidez de análisis

7 Utilización de nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNTs) como material adsorbente en procedimientos de extracción en fase sólida Determinación de residuos de herbicidas en aguas naturales empleando nanotubos de carbono y electroforesis capilar Valeria H. Springer, Adriana G. Lista. Talanta 83 (1), , Ventajas: Menor cantidad de material adsorbente empleado (6 mg de MWCNTs) Mínimas cantidades utilizadas de reactivos y muestra Mínima generación de residuos Reutilización de la minicolumna Menores costos Dimensiones de la minicolumna: 9mm longitud 2.06mm diámetro interno Posibilidades: Uso de minicolumnas rellenas de MWCNTs en línea con la determinación por CE o HPLC Diseño de dispositivos portátiles/manuales para la extracción y preconcentración de herbicidas

8 Aplicación Determinación de residuos de herbicidas comúnmente utilizados para el control de malezas en cultivos Determinación de metsulfuron metil (MSM) y clorsulfuron (CS) en muestras de aguas superficiales (río, lago y arroyo) y subterránea (pozo). Límites de detección alcanzados: 0,36 µg L 1 (CS) y 0,40 µg L 1 (MSM). 1 Metsulfuron metil 2 Clorsulfuron

9 Desarrollo de métodos electroforéticos empleando nanotubos de carbono de pared simple (SWCNTs) como aditivo del medio de separación Determinación de residuos de antibióticos en leche bovina Valeria H. Springer, Adriana G. Lista. Electrophoresis 33, , Determinación de residuos de herbicidas en granos de trigo y sorgo Valeria H. Springer, Francisco Aprile, Adriana G. Lista. Food Chemistry 143, , 2014.

10 Utilización de nanotubos de carbono de pared simple (SWCNTs) como aditivo del medio de separación electroforético. Determinación de residuos de antibióticos en muestras de leche bovina empleando la técnica de electroforesis capilar Valeria H. Springer, Adriana G. Lista. Electrophoresis 33, , Ventajas: Mínimas cantidades empleadas de reactivos y muestra Mínima generación de residuos No se emplean solventes orgánicos tóxicos (metanol, acetonitrilo) Menores tiempos de análisis Bajo costo Posibilidades: Aplicación de la metodología propuesta para el control de calidad de leche bovina y/o alimentos derivados de la producción animal

11 Aplicación Determinación de residuos de antibióticos utilizados en medicina veterinaria Determinación de fluoroquinolonas (FQs) y anfenicoles (AFs) en muestras de leche bovina (cruda, entera y descremada). Límites de detección alcanzados: 6,8 8,1 µg L 1 (AFs) y 13,8 13,9 µg L 1 (FQs). 1 Florfenicol 2 Cloranfenicol 3 Ciprofloxacina 4 Enrofloxacina A) Sin agregados de SWCNTs D) Con la cantidad óptima de SWCNTs Límites de detección < Límites máximos de residuos permitidos por la Unión Europea ( µg kg 1 )

12 Determinación de residuos de herbicidas en muestras de cereales empleando líquidos iónicos (LIs) y nanotubos de carbono de pared simple (SWCNTs) Valeria H. Springer, Francisco Aprile, Adriana G. Lista. Food Chemistry 143, , Interacción LI SWCNTs Ventajas: Mínimas cantidades utilizadas de reactivos y muestra Mínima cantidad de residuos No se emplean solventes orgánicos tóxicos (metanol, acetonitrilo) ni surfactantes Menores tiempos de análisis + Posibilidades: Aplicación de la metodología propuesta para el control de residuos de sulfonilureas en muestras de cereales y/o alimentos derivados

13 Aplicación Determinación de residuos de herbicidas empleados para el control de malezas en cultivos de trigo y sorgo Determinación sulfonilureas (SUs) en cereales. Límites de detección alcanzados para los herbicidas estudiados: 16,8 22,2 µg kg 1 (muestras de trigo) y 20,0 26,6 µg kg 1 (muestras de sorgo). 1 Nicosulfuron 2 Etoxisulfuron 3 Sulfometuron metil 4 Clorsulfuron A) Sin agregados de SWCNTs D) Con la cantidad óptima de SWCNTs Límites de detección alcanzados < Límites máximos de residuos permitidos por la Unión Europea ( µg kg 1 )

14 Conclusiones El uso de nanotubos de carbono permite la simplificación y miniaturización de los métodos de análisis propuestos, en particular en la etapa de tratamiento de las muestras Los tiempos del análisis por electroforesis capilar se reducen notablemente al reemplazar los solventes orgánicos en el medio de separación por nanotubos de carbono Disminución de los costos de análisis Los límites de detección alcanzados con los métodos propuestos cumplen con los límites máximos de residuos permitidos por la Unión Europea para estos contaminantes en alimentos Los resultados que se obtienen empleando electroforesis capilar y nanotubos de carbono son comparables con los obtenidos empleando metodologías más complejas (análisis por HPLC) Las metodologías propuestas representan una alternativa útil para el control de calidad de los alimentos derivados de la agroindustria con el fin de proteger la salud de los consumidores

15 Muchas Gracias!