Avaliação e aplicação de fases estacionárias derivadas de grafeno em cromatografia líquida

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Borsatto, João Victor Basolli
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: analytical chemistry; capillary LC; cromatografia líquida; fase estacionária; grafeno; graphene; graphene oxide; LC capilar; liquid chromatography; óxido de grafeno; preparo de amostras; Química Analítica; sample preparation; SiGO-C18ec; stationary phase
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-10112023-170549/

O grafeno e seus derivados são materiais com crescente aplicação em química analítica, especialmente no seu uso como sorventes. Na última década, derivados de grafeno vêm sendo aplicados com sucesso como sorventes nas etapas de preparo de amostras, tanto em técnicas off-line quanto em técnicas online. Devido ao sucesso nessa área, também se acreditou que esse tipo de material poderia ser aplicado como fase estacionária em cromatografia líquida; essa expectativa vem sendo continuamente confirmada com os recentes avanços descritos na literatura. Este trabalho visa contribuir com os estudos sobre a aplicação de fases estacionárias compostas por materiais baseados em grafeno em cromatografia líquida, especialmente no uso de partículas de óxido de grafeno funcionalizadas com octadecilsilano fixadas sobre partículas de sílica e submetidas ao processo de endcapping (SiGO-C18ec). Para tal, foram selecionadas diversas aplicações, tanto em análises quantitativas quanto em análises qualitativas. Pesticidas, fármacos, hormônios e outros tipos de compostos foram selecionados para realizar as avaliações. Separações em modos isocráticos e gradiente foram aplicadas e estudadas. Em resumo, observou-se que fases de SiGO-C18ec possuem seletividade diferente das fases de C18 convencional. Além disso, observou-se que o diâmetro da partícula utilizada afeta a performance da separação. As colunas de SiGO-C18ec podem ser utilizadas como alternativas às colunas de C18 para determinados casos e, também, não são um fator limitante, permitindo análises qualitativas e quantitativas bem-sucedidas. A vida útil dessas colunas não foi determinada, continuando operacionais após mais de 300 separações. Adicionalmente, limitações do uso desse tipo de coluna são descritas. Esta tese apresenta uma coletânea de artigos que discutem a aplicação de materiais derivados de grafeno como fase estacionária em cromatografia líquida. O primeiro capítulo dessa tese aborta uma introdução que fundamenta os conceitos básicos de sorventes de grafeno e cromatografia líquida, os quais são os principais temas abordados nessa tese. O segundo capítulo explica as razões para a seleção de cada trabalho para compor essa tese. O terceiro capítulo apresenta uma revisão do estado-da-arte do uso de sorventes de grafeno em análises de alimentos por cromatografia líquida, explorando aplicações recentes e tendências futuras. O quarto capítulo discute a utilização de colunas capilares em cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas, mencionando as bases teóricas utilizadas para planejar as séries experimentais e analisar os resultados. O quinto capítulo apresenta os resultados do emprego de partículas de SiGO-C18ec como fase estacionária em colunas capilares analíticas, comparando seu desempenho e seletividade com uma coluna empacotada com partículas de C18. O sexto capítulo aborda a aplicação das fases de SiGO-C18ec para a análise de hormônios em amostras de urina, utilizando um sistema column-switching. Já o sétimo capítulo apresenta a técnica de extração líquida online (OLE) para análise de lipídios em amostras naturais, mostrando que a coluna de SiGO-C18ec apresentou melhor desempenho do que uma coluna de C18 convencional. O oitavo capítulo discute a construção de um sistema bidimensional composto exclusivamente por colunas empacotadas com fases baseadas em grafeno, aplicado na análise de pesticidas em refrigerantes de laranja. Por fim, o nono capítulo conclui a tese apresentando as principais observações realizadas e apontando possíveis ramificações desse trabalho.