Determination of indole-3-acetic acid and indole-3- butyric acid using HPLC-ED with carbon felt as a working electrode

Abstract

Indole-3-acetic acid (IAA) and indole-3-butyric acid (IBA) are a class of phytohormones known as auxins. These indoles are crucial in plant development and growth. They are commonly commercialized in agricultural products and their proper quantification is essential since their excess can cause the opposite effect in the plants or even be prejudicial to public health. However, their determination is difficult due to their instability. Thus, it is recommended to use a sensitive, simple, and accurate method for their detection. Among the existing techniques for these auxins’ quantification, the high-performance liquid chromatography (HPLC) is highlighted, in which several types of detectors can be used for the determination of IAA and IBA. Then, as it is possible to obtain a good quantification of them through electrochemical methods, the proposed alternative in this present work is the utilization of carbon felt (CF) as a working electrode at the amperometric detector attached to HPLC (HPLC-ED) for the simultaneous determination of these phytohormones in gardening products samples. The CF shows advantages such as good electric conductivity and high chemical, physical and mechanical stability; besides, it is a cheap manufactured material. In order to reach the best parameters to optimize the results, blank solutions were used in the UV-vis spectrophotometry to achieve absorbance and a stock solution with a known concentration was used in the HPLC to achieve the percentage of methanol, pH and potential for the mobile phase. The found values were: wavelength of 220 nm, 60% of methanol, pH 4.0, and potential +1.5 V. The applicability of this method was confirmed by verifying the concentration linearity; the obtained quantification limit (LOQ) for IAA and IBA was 1.1 μmol dm�������� and 1.8 μmol dm��������, respectively. Therefore, the proposed method was efficient for the quantification of the auxins in the tested product. It was compared with an already consolidated method, HPLC with UV spectrometric detection (HPLC-UV), which was used as reference method. The percentage results of these auxins in the gardening sample, Stimulax ll, for both methods agreed between them, proving the applicability of HPLC-ED for these types of samples.

Ácido indol-3-acético (AIA) e ácido indol-3-butírico (AIB) são conhecidos como auxinas, uma classe de fito-hormônios. Essas indols têm papel importante no desenvolvimento e crescimento das plantas. Eles são comumente comercializados em produtos agrícolas, sendo de grande importância sua quantificação adequada, uma vez que sua aplicação em excesso pode causar o efeito contrário do desejado nas plantas e/ou até mesmo ser prejudicial à saúde pública. Estes componentes são de difícil determinação devido sua instabilidade, portanto é recomendado a utilização de um método sensível, simples e preciso para a sua detecção. Entre as técnicas existentes para quantificação dessas auxinas é destacada a cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), na qual pode ser utilizado diferentes tipos de detectores para a determinação do AIA e AIB. Assim, como é possível obter uma boa quantificação dessas auxinas através de técnicas eletroquímica, a alternativa proposta no presente trabalho é utilização de feltro de carbono como eletrodo de trabalho no detector amperométrico acoplado no HPLC (HPLC-ED) para determinação simultânea desses fito-hormônios em amostras de produtos de jardinagem. O feltro de carbono, apresenta vantagens como boa condutividade, alta estabilidade química, mecânica e física além de ser um material fabricado a baixo custo. A fim de atingir os melhores parâmetros para otimizar os resultados, soluções padrão branco foram utilizadas no espectrofotômetro UV-Visível para descobrir a absorbância e uma solução padrão com concentração conhecida foi usada no HPLC para encontrar a percentagem de metanol, pH e potencial para a fase móvel. Os valores obtidos foram: 220 nm de comprimento de onda, 60% de metanol, pH 4,0, e potencial de +1,5 V. A aplicabilidade desse método foi confirmada verificando a linearidade da concentração e obtendo os valores dos Limites de Quantificação (LOQ) para AIA e AIB da amostra: 1,1 μmol dm�������� e 1,8 μmol dm��������, respectivamente. Portanto, o método proposto foi eficiente para realizar a quantificação dessas duas auxinas no produto testado, visto que foi comparado com um método já consolidado, HPLC com ultravioleta-visível como detector (HPLC-UV), que foi utilizado como método de referência. Os resultados das porcentagens dos compostos presentes na amostra do produto de jardinagem, Stimulax ll, para os dois métodos estavam de acordo, comprovando a possibilidade de aplicação do HPLC-ED para esses tipos de amostras.