Preparação de novas fases estacionárias monolíticas para uso em eletrocromatografia capilar - Vaz, Fernando Antonio Simas (2011)
Nesta tese é descrita a preparação de novas fases estacionárias monolíticas (FEM) polimerizadas por fotoiniciação, através do método sol-gel, em capilares de sílica fundida revestidos com poliacrilato, para aplicação em eletrocromatografia capilar (ECC). Dentre as principais técnicas de separação em Química Analítica, a ECC tem despertado grande interesse no meio acadêmico, pelo fato desta combinar as vantagens tanto da cromatografia a líquido de alta eficiência quanto da eletroforese capilar. Grande parte do desenvolvimento da ECC se deve ao uso das FEM, as quais são semelhantemente aplicadas em outras técnicas cromatográficas. Ao contrário do revestimento de poliimida, amplamente empregado, o revestimento de poliacrilato, transparente acima de 370 nm e à luz visível, facilita a visualização da solução de sol no interior do capilar, o que permite controlar a injeção desta e de outras soluções, bem como observar a formação in situ da FEM. Além disso, é possível que seja feita a polimerização fotoiniciada sem a necessidade de remoção do revestimento polimérico que protege a coluna. O objetivo central deste trabalho foi entender e aprimorar o processo de fabricação das FEM para aplicações em ECC. Para isso, foram feitas modificações da câmara fotorreatora homemade utilizada para a polimerização das FEM, como uma correção na faixa espectral de trabalho de 350 a 700 nm para 350 a 400 nm; e instalação de dispositivos de segurança tanto para o operador quanto para o sistema elétrico. Para que fosse alcançado um melhor controle de injeção de fases líquidas no interior de tubos com dimensões capilares, a construção de um dispositivo de alta pressurização (DAP) que forneceu, além da pressão, grande precisão foi indispensável. O DAP, além de simples, teve ótima relação custo-benefício, comparado a modelos comerciais. O preparo das FEM foi otimizado mediante auxílio de planejamento fatorial fracionário 24-1, onde se buscou analisar propriedades eletrocromatográficas frente diferentes proporções dos reagentes empregados e tempo de incidência de luz ultravioleta (UV). Este último fator não apresentou significância e foi desconsiderado, de forma que o planejamento fosse devidamente reduzido para um planejamento fatorial completo 23, o que possibilitou uma análise mais apurada dos efeitos significativos. O fator mais influente foi a proporção de porogênio (tolueno), sendo que a melhor condição obtida foi utilizando 80,0 % (v/v) de solução porogênica; 3,5 % (m/m) de fotoiniciador óxido de bis(2,4,6-trimetilbenzoil)-fenilfosfino (Irgacure 819); razão molar água/ metacriloxipropiltrimetoxisilano (MPTMS) igual a 4 e tempo de incidência de luz UV de 10 minutos. As características morfológicas, espectroscópicas e porosidade foram avaliadas através de microscopia eletrônica de varredura, infravermelho e porosimetria por adsorção de nitrogênio, respectivamente. As FEM foram testadas em ECC pela separação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (naftaleno, acenafteno, fluoreno, fenantreno e antraceno) e alquilbenzenos (etilbenzeno, propilbenzeno, butilbenzeno e hexilbenzeno), todos compostos eletricamente neutros, diluídos em metanol (1 mmol L-1 cada), utilizando tiouréia como marcador de fluxo. Como fase móvel foi utilizada a mistura de acetato de amônio 16,7 mmol L-1 pH 7,0 (60 %) e acetonitrila (40 %). A voltagem aplicada foi -20 kV; a temperatura de análise foi 20 ºC; a injeção dos analitos foi -25 mbar por 5 s; e a detecção no UV foram nos comprimentos de onda de 220 nm e 250 nm. Foi utilizado o modo ECC-rápida, que consiste na inversão do sentido de análise e injeção de padrões pela extremidade curta do capilar. Este modo se mostrou muito mais rápido, repetitivo e eficiente do que o modo normal, fornecendo em pouco mais de 12 minutos de análise, mais de 51400 pratos/m de coluna e desvios padrão relativos em tempo de migração/retenção entre 0,09 e 3,3 % e em área de pico relativa entre 0,14 e 1,6 %. Os perfis de separação em ECC corroboraram com os resultados de porosidade e morfologia obtidos.