Solvente eutético natural profundo como catalisador na derivatização para determinação de amônia por GC-MS

Abstract

Resumo: A pesquisa atual desenvolveu um método de derivatização e microextração líquido-líquido assistida por ar, baseado na catalização por solvente eutético profundo, acopladoà cromatografia gasosa e espectrometria de massa, para determinar a concentração de amônia no ar ambiente da cidade de Curitiba, Brasil. O procedimento envolveu a derivatização catalisada da amônia alcalina por meio da reação com isobutil cloroformato, utilizando NADES como catalisador. A síntese do NADES foi realizada pela combinação de xilitol e ácido málico em proporções molares adequadas. Após aquecimento e agitação, formou-se um solvente eutético profundo. A mistura eutética foi transferida para um vial junto com a amostra por meio de uma seringa, resultando em uma solução turva contendo pequenas gotículas da amônia derivatizada. O produto derivatizado foi extraído com butanol, concentrado e, em seguida, injetado para análise por GC/MS. A metodologia analítica foi validada, e seus parâmetros de desempenho atenderam aos requisitos estabelecidos na norma ISSO 5725. Sob condições ideais, os limites de detecção e quantificação foram de 0,3 e 1,0 ng L-1, respectivamente, e as recuperações da extração da amônia variaram entre 90% e 103%. A precisão interdia, avaliada com base em dez repetições em uma concentração de 80 ng L-1, apresentou desvios padrão relativos de 7,66%. A metodologia foi aplicada à amostragem passiva de amônia na cidade de Curitiba, usando amostradores passivos do tipo Willens projetados e impressos em 3D com ácido politático. Os filtros com solução absorvente dos amostradores foram expostos por 7 dias durante um período de coleta de 34 semanas. As concentrações médias de amônia variaram entre 0,28 e 4,79 µg m-3. A análise de componentes principais (PCA) revelou uma influência positiva e significativa da temperatura ambiente nas concentrações de amônia, destacando mudanças evidentes entre os dados coletados no inverno e no verão

Abstract: The current research developed a method for derivatization and air-assisted liquid-liquid microextraction, based on catalysis using natural deep eutectic solvent (NADES), coupled with gas chromatography and mass spectrometry (GC-MS), to determine the concentration of ammonia in the ambient air of Curitiba, PR, Brazil. The method involved the catalyzed derivatization of alkaline ammonia through a reaction with isobutyl chloroformate, using NADES as a catalyst. NADES was prepared by combining xylitol, malic acid, and water in a 1:1:1 molar ratio. NADES was mixed with the sample using a syringe, resulting in a cloudy mixture containing droplets of derivatized ammonia. This product was then extracted with butanol, concentrated, and analyzed by GC-MS. The proposed method was validated, and its performance parameters met the requirements established in ISO-17025. The limit of detection and quantification were 0.3 and 1.0 µg L-1, respectively, and ammonia extraction recoveries ranged between 90% and 103%. Inter-day precision (n = 10), evaluated at a concentration of 80 µg L-1, showed relative standard deviations of < 7.6%. The method was applied to passive sampling of ammonia in Curitiba, using 3D-printed Willens-type passive samplers containing an absorbent solution and exposed for 7 days. The average concentrations of ammonia found fall within the concentration range of previous studies conducted. The proposed method exhibited enhanced sensitivities compared to reference methods using pyridine/chloroform. Additionally, the method was more sustainable, with advantages such as speed, low cost, and simplicity