Miniaturização do método de preparo de amostras Quechers para determinação de fármacos em solo empregando cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas

Abstract

A avaliação da presença de fármacos em matrizes ambientais é fundamental para compreender os impactos que estes podem causar à saúde humana e aos ecossistemas. Mesmo em concentrações baixas, os fármacos podem provocar efeitos adversos ao meio ambiente, além de apresentar potencial de bioacumulação e persistência no ecossistema. O desenvolvimento de métodos analíticos é indispensável para detetar esses tipos de contaminantes emergentes em níveis traço, concentrações habituais em matrizes ambientais. Métodos preparo de amostras, como QuEChERS, em conjunto com técnicas cromatográficas como cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS) permite extrair, detetar e quantificar analitos com exatidão e precisão, mesmo em amostras complexas como solos e sedimentos. O presente estudo avaliou o desempenho da miniaturização do método de preparo de amostras QuEChERS para determinação de cafeína e lidocaína em solo e sedimento, empregando GC-MS. O método foi otimizado e validado conforme as diretrizes SANTE 11312/2021 e ANVISA RDC nº 166/2017, considerando parâmetros como linearidade, efeito matriz, limites de detecção e quantificação, exatidão, precisão e robustez. A miniaturização reduziu em cerca de 90% o consumo de solventes e sais, alinhando-se aos princípios da Química Analítica Verde. Apesar de apresentar recuperações inferiores ao método convencional (62 ± 6 % para cafeína e 28 ± 7 % para lidocaína), a versão miniaturizada demonstrou desempenho satisfatório para cafeína e moderado para lidocaína. A aplicação em amostras reais de sedimento do Arroio Dilúvio (Porto Alegre, Brasil) confirmou a presença de cafeína na faixa de concentração 20 – 24 μg L⁻¹ e para lidocaína a concentração ficou abaixo do LOQ. A sustentabilidade foi avaliada pela métrica AGREE, evidenciando melhor desempenho ecológico do método miniaturizado com uma pontuação de 0,52. Os resultados indicaram a viabilidade do uso do método QuEChERS miniaturizado como alternativa econômica e ambientalmente favorável para monitoramento de contaminantes emergentes em matrizes sólidas complexas.

The assessing the presence of pharmaceuticals in environmental matrices is fundamental to understanding the impacts they can have on human health and ecosystems. Even at low concentrations, pharmaceuticals can cause adverse effects on the environment, in addition to exhibiting the potential for bioaccumulation and persistence in the ecosystem. The development of analytical methods is essential to detect these types of emerging contaminants at trace levels, concentrations commonly found in environmental matrices. Sample preparation methods, such as QuEChERS, in conjunction with chromatographic techniques such as gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS), allow for the extraction, detection, and quantification of analytes with accuracy and precision, even in complex samples such as soils and sediments. This study evaluated the performance of the miniaturized QuEChERS sample preparation method for the determination of caffeine and lidocaine in soil and sediment, using GC-MS. The method was optimized and validated according to SANTE 11312/2021 and ANVISA RDC nº 166/2017 guidelines, considering parameters such as linearity, matrix effect, limits of detection and quantification, accuracy, precision, and robustness. Miniaturization reduced solvent and salt consumption by approximately 90%, aligning with the principles of Green Analytical Chemistry. Despite showing lower recoveries than the conventional method (62 ± 6% for caffeine and 28 ± 7% for lidocaine), the miniaturized version demonstrated satisfactory performance for caffeine and moderate performance for lidocaine. Application to real sediment samples from the Arroio Dilúvio (Porto Alegre, Brazil) confirmed the presence of caffeine in the concentration range of 20–24 μg L⁻¹, and for lidocaine, the concentration was below the LOQ. Sustainability was assessed using the AGREE metric, showing better ecological performance of the miniaturized method with a score of 0.52. The results indicated the viability of using the miniaturized QuEChERS method as an economically and environmentally sound alternative for monitoring emerging contaminants in complex solid matrices.