Uso de solventes com hidrofilicidade comutável aplicado à microextração em fase líquida de medicamentos e drogas de abuso em amostras de urina, sangue total, fígado e conteúdo digestivo para fins forenses

Abstract

Resumo: O preparo de amostras pode ser considerada uma das etapas mais críticas para a realização de análises toxicológicas, especialmente quando se trata de pesquisa de analitos em matrizes complexas como sangue total, fígado e conteúdo gástrico. Métodos tradicionais, embora robustos, frequentemente demandam o uso de solventes orgânicos tóxicos, prejudiciais tanto ao analista quanto ao meio ambiente. Uma alternativa crescente em preparo de amostras é o uso de solventes considerados menos tóxicos, como os solventes de hidrofilicidade comutável (SHS), que possuem a propriedade de alterar suas características de hidrofilia e hidrofobicidade de acordo com o pH do meio. Este trabalho teve como objetivo desenvolver um método de microextração líquido-líquido utilizando SHS (SHS-LLME) para a extração de substâncias de interesse forense (drogas de abuso, antidepressivos e opioides) das matrizes biológicas sangue total, urina, fígado e conteúdo gástrico. abuse, antidepressants, and opioids) from whole blood, urine, liver, and gastric content. Para tanto, um planejamento factorial fracionário 2IV8-4foi realizado prara avaliar condições significativas para serem otimizadas através de um planejamento fatorial 23 factorial design, com triplicata do ponto central e planejamento estrela. Dois SHS foram testados, a N-N-dimetilciclohexilamina (DMCHA) e a trietilamina (TEA), sendo que a TEA apresentou melhores resultados. Dessa forma, o método desenvolvido, após otimização, utilizou 500 µL de amostra, 250 µL de TEA acidificada com ácido clorídrico (TEA:HCl) e 250 µL de base (NaOH) e os extratos obtidos foram analisados utilizando cromatógrafo a líquido com detector de arranjo de diodos (LC-DAD). Foi realizada a avaliação dos parâmetros de desempenho LOQ, LOD, linearidade, efeito memória, efeito matriz e seletividade, conforme Guia de Validação de Métodos em Toxicologia Forense (ANSI/ANSB 036, 2019), para as amostras de sangue e urina. Linearidade foi atingida para todos os analitos testados em sangue (codeína, 3,4 metilenodioxianfetamina (MDA), metilbenzodioxolilbutanamina (MBDB), cocaína, cocaetileno, flurazepam, desipramina, nortriptilina, flunitrazepam e diazepam), com coeficiente de determinação (R2) superior a 0,99, e para 6 dos 7 analitos testados em urina, sendo eles codeína, MBDB, cocaína, cocaetileno, desipramina e nortriptilina. O método foi também obteve sucesso para a extração dos analitos de amostras de fígado e conteúdo gástrico. Por fim, o método foi aplicado em amostras provenientes de material previamente periciado pelo Laboratório de Toxicologia Forense da Polícia Científica do Paraná, sendo 24 amostras de sangue total, 7 de urina, 5 de conteúdo gástrico e 4 de fígado, demonstrando sua aplicabilidade na rotina forense

Abstract: Sample preparation is considered one of the most critical steps in toxicological analyses, especially when involves the detection of analytes in complex biological matrices such as whole blood, liver, and gastric contents. Traditional methods, although robust, often require the use of toxic organic solvents, which poses risks to both the analyst and the environment. An emerging alternative in sample preparation is the use of less hazardous solvents, such as switchable hydrophilicity solvents (SHS), which have the ability of changing their hydrophilicity and hydrophobicity characteristics according to the pH of the medium. This study aimed to develop a liquid–liquid microextraction (LLME) method using a switchable hydrophilicity solvent (SHS-LLME) for the extraction of substances with forensic interest (drugs of abuse, antidepressants, and opioids) from whole blood, urine, liver, and gastric content. A fractional factorial design 2IV8-4 was performed to evaluate significant conditions that were optimized using a 23 factorial design, with triplicate of the central point and a star design. Two SHSs were evaluated: N,N-dimethylcyclohexylamine (DMCHA) and triethylamine (TEA), with TEA demonstrating superior analytical performance. The optimized method employed 500 µL of the sample, 250 µL of TEA acidified with hydrochloric acid (TEA:HCl), and 250 µL of NaOH. The resulting extracts were analyzed using liquid chromatography with diode array detection (LC-DAD). The performance parameters LOQ, LOD, linearity, carryover, matrix effect and selectivity, were evaluated according to the ANSI/ANSB 036 Validation Guide (2019), for the blood and urine samples. Linearity was achieved for all the analytes tested in whole blood, (codeine, 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA), methylbenzodioxolylbutanamine (MBDB), cocaine, cocaethylene, flurazepam, desipramine, nortriptyline, flunitrazepam, and diazepam), with determination coefficient (R²) greater than 0.99. In urine, linearity was observed for six out of seven tested analytes: codeine, MBDB, cocaine, cocaethylene, desipramine, and nortriptyline. The method was also successfully applied to the analytes extraction in liver and gastric content samples. Finally, the method was applied to samples from material previously examined by the Forensic Toxicology Laboratory of the Paraná Scientific Police, being 24 whole blood samples, 7 urines, 5 gastric contents and 4 livers, demonstrating its capacity to be used in forensics routine