Desenvolvimento de metodologia analítica dedicada, por HPLC-UV, para determinação de paraquate em amostras de água para consumo humano

Abstract

O Paraquate (PQ) destaca-se por ser um herbicida de contato não seletivo, de amplo espectro e com ação dessecante, todavia, devido a sua alta toxicidade foi banido em diversos países, incluindo o Brasil. A alta polaridade de PQ dificulta sua determinação por abordagens de separação multirresíduo, exigindo assim um método instrumental substituto de análise ou métodos cromatográficos ajustados, como aqueles baseados em pareamento de íons ou colunas com fases estacionárias não triviais para melhor retenção de PQ. Nesse sentido, a cromatografia de interação hidrofílica (HILIC) surgiu como uma opção para a análise bem-sucedida do PQ. A baixa concentração de resíduos de PQ geralmente requer uma técnica de detecção altamente sensível, comumente apoiada por uma estratégia de pré-concentração. Assim, a injeção de grandes volumes de amostra representa uma alternativa adequada às técnicas de extração, uma vez que essa abordagem requer pouco (ou nenhum) preparo da amostra e reduz a geração de resíduos associados à tradicional extração em fase sólida (SPE) como etapa de pré-concentração. Este trabalho descreve pela primeira vez a determinação cromatográfica direta de PQ em amostras de água combinando injeção de grande volume com o modo HILIC de separação em coluna com fase estacionária core-shell e detecção na região do UV. As amostras de água da torneira foram filtradas em uma membrana de PTFE 0,22 μm. A separação cromatográfica empregou uma coluna HILIC zwitteriônica (100 x 4,6 mm d.i., 4,0 μm) e tampão ACN/formiato de amônio 65:35 (v/v) 50 mmol L–1 como fase móvel. O volume de injeção foi de 50 μL e a detecção UV foi realizada a 257 nm. Os valores de LOQ e LOD foram estimados em 4,04 e 1,33 μg L–1, respectivamente. A curva analítica apresentou linearidade na faixa de 2,5 a 100 μg L–1 (R² = 0,9999). A precisão (calculada para 50 μg L–1 de PQ) obteve RSD de 0,50%. Recuperações de 103,4; 99,9 e 106,6% (RSD < 2,2%) foram estimadas para amostras de água de torneira fortificadas com 5,0, 25 e 100 μg L–1 de PQ, respectivamente. Não houve efeito de matriz para as curvas analíticas no solvente orgânico aquoso, água ultrapura ou amostra de água. O método proposto foi validado conforme a RDC nº 166/2017 da Anvisa e atingiu um LOQ cerca de 3 vezes menor que o limite máximo estabelecido para PQ, sem a necessidade de uma etapa de pré-concentração, possibilitando sua aplicação para análises com manipulação mínima da amostra.

Paraquat (PQ) stands out for being a non-selective, broad-spectrum contact herbicide with a desiccant action. However, due to its high toxicity, it was banned in several countries, including Brazil. The high polarity of PQ hinders its determination by multiresidue separation approaches, thus requiring an alternative instrumental method of analysis or fine-tuned chromatographic methods, such as those based on ion pairing or columns with special stationary phases for better retention of PQ. In this sense, hydrophilic interaction chromatography (HILIC) has emerged as an option for the successful analysis of PQ. Low concentrations of PQ residues generally require a highly sensitive detection technique, which is commonly helped by a pre-concentration strategy. Thus, the injection of large sample volumes represents a suitable alternative for analyte improved signal, since this approach requires little (or no) sample preparation and reduces the generation of waste associated with traditional solid- phase extraction (SPE) as a pre-concentration step. This work describes for the first time the direct chromatographic determination of PQ in water samples exploiting large volume injection for HILIC separation using a core-shell packed column and UV detection. Tap water samples were filtered through a 0.22 μm PTFE membrane. Chromatographic separation employed a zwitterionic core shell HILIC column (100 x 4.6 mm i.d., 4.0 μm) and ACN/ammonium formate buffer 65:35 (v/v) 50 mmol L–1 as mobile phase, at a flow rate of 0.8 mL min–1. The injection volume was 50 μL and UV detection was performed at 257 nm. LOQ and LOD values were estimated at 4.04 and 1.33 μg L–1, respectively. The analytical curve showed linearity in the range of 2.5 to 100 μg L–1 (R² = 0.9999). Precision (calculated for 50 μg L–1 of PQ) obtained an RSD of 0.50%. Recoveries of 103.4; 99.9 and 106.6% (RSD < 2.2%) were estimated for tap water samples fortified with 5.0, 25 and 100 μg L–1 of PQ, respectively. There was no matrix effect for the analytical curves in the aqueous organic solvent, ultrapure water or water sample. The proposed method was validated according to the Brazilian Health Regulatory Agency (Anvisa) RDC nº 166/2017 and reached a LOQ about 3 times lower than the maximum limit established for PQ, without the need for a pre-concentration step, allowing its application to analyses with minimal manipulation of the sample.