Desenvolvimento de sistema de "screening" utilizando nanopartículas de prata para a detecção de melamina.

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Química Analítica

Autores

Bittar, D. (UNESP) ; Catelani, T. (UNESP) ; Nigoghossian, K. (UNESP) ; Barud, H. (UNESP) ; Ribeiro, S. (UNESP) ; Pezza, L. (UNESP) ; Pezza, H. (UNESP)

Resumo

Com o aumento de ações antiéticas, como a adição de melamina no leite, ensaios espectrofotométricos de UV-Vis aliados à nanotecnologia foram realizados para verificar a potencialidade do uso de nanopartículas de prata (Ag-NP’s) como estratégia no aumento da sensibilidade do método. Concentrações ótimas de AgNO3 (3,00.10-3 mol L-1) e de NaBH4 (1,25.10-3 mol L-1) foram definidas por um planejamento fatorial. A curva analítica, construída com diferentes concentrações, mostrou ótimos resultados intradia (%RSD = 2,33) e interdia (%RSD = 2,51) bem como: Linearidade: 0,1–4,5 mg L-1; R: 0,9988; LD: 0,0297 mg L-1; LQ: 0,0990 mg L-1. A eficiência das Ag-NP’s é uma metodologia rápida, limpa, barata e que pode ser realizada in loco. Ensaios com amostras de leite ainda estão em fase de execução.

Palavras chaves

melamina; nanopartículas de prata; screening

Introdução

A demanda por rápida e grande quantidade de produtos aumentou consideravelmente ações antiéticas como adulteração, contaminação e/ou alteração da composição dos alimentos a fim, apenas, de visar lucro. Normalmente, substâncias químicas, como os adulterantes, são adicionadas às matérias primas, no decorrer da linha de produção, para aumentar o volume ou a quantidade ou mesmo mascarar as características do produto final. Um dos adulterantes que já causou muito problema e até mesmo mortes foi a melamina, denominada de 2,4,6-triamino-1,3,5- triazina, a qual ao ser adicionada ao leite elevava falsamente o seu teor de proteínas. A literatura descreve a proposição de várias metodologias (FILIGENZI et al., 2007; GUZMÁN, DILLE e GODET, 2009; KIM et al., 2008; MAUER, 2009) para a detecção de melamina, principalmente em produtos lácteos. Porém, são metodologias, em sua maioria, que necessitam de aparelhos de alto custo, técnicos especializados para manuseá-los dentre outros fatores dispendiosos e nada práticos. Portanto, propor metodologias diferenciadas e sensíveis, que utilizem a menor quantidade de reagentes e atendam às premissas da Química Verde torna-se imprescindível para que análises de detecção de melamina sejam mais rápidas, baratas, demande menos reagentes e possam ainda ser realizadas in loco. Ensaios com detecção espectrofotométrica tem se tornado bastante promissores aliados à nanotecnologia, o que nos levou ao estudo da potencialidade do uso de nanopartículas de prata como estratégia para o aumento da sensibilidade do método analítico desenvolvido. A síntese dessas últimas tem atraído a atenção por apresentarem características físico-químicas, formas e estruturas peculiares que permite a elas múltiplas aplicações em vários campos da ciência (SANCHO et al., 2005).

Material e métodos

As soluções utilizadas para a síntese das nanopartículas de prata foram feitas a partir de Nitrato de prata (AgNO3, Sigma Aldrich, 99,0%) e Borohidreto de sódio (NaBH4, Sigma Aldrich, 99,0%). Um agitador magnético, béquer e gelo foram utilizados. A otimização das concentrações das soluções de AgNO3 e de NaBH4¬ para a obtenção de uma nanopartícula mais eficiente na detecção visual de melamina em solução foi realizada através do auxílio de uma ferramenta quimiométrica, o planejamento fatorial, utilizando programa STATISTICA 7. Após a otimização das condições de preparo das nanopartículas de prata experimentos foram realizados para a construção da curva analítica. Para a construção da curva de calibração, soluções de melamina (Sigma Aldrich, 99,0%) foram preparadas a partir da solução estoque (1000 mg L-1) feita pela diluição de 50 mg de melamina em um balão volumétrico de 50 mL. As concentrações adotadas foram: 0,1; 0,4; 1,0; 2,5; 3,5 e 4,5 mg L-1, respectivamente. Todas as soluções foram preparadas e utilizadas imediatamente após o preparo das mesmas. Para cada concentração de solução de melamina preparada, o seguinte procedimento foi adotado: 300 μL de melamina foram adicionados em um eppendorf e posteriormente 600 μL de nanopartícula de prata foram adicionados, sendo observada uma mudança de coloração das soluções. Além do resultado visual obtido, valores de absorbância foram medidos em um espectrofotômetro de UV-Vis de foto-diodo HP 8453.

Resultado e discussão

Através dos resultados obtidos pela superfície de resposta do planejamento fatorial (Figura 1), verificou-se que as concentrações ótimas para a síntese das nanopartículas em solução foram de 1,25.10-3 mol L-1 de NaBH4 e 3,00.10-3 mol L- 1 de AgNO3. Assim, ao colocar essa nanopartícula de prata em contato com diferentes concentrações de melamina, pôde-se visualizar, imediatamente, a mudança da coloração nas soluções (Figura 2). Trabalhos desenvolvidos anteriormente (PING et al., 2012; MA, et al., 2011) também demonstram a eficiência das nanopartículas de prata na detecção de melamina em solução, porém não tão rápido nem tão evidente visualmente em baixas concentrações do analito como o que foi obtido pela nanopartícula sintetizada sem qualquer estabilizante. A curva analítica foi construída a partir das concentrações 0,1; 0,4; 1,0; 2,5; 3,5 e 4,5 mg L-1 de melamina, a qual foi realizada intra (%RSD = 2,33) e interdia (%RSD = 2,51) para garantir robustez do método e repetibilidade. Parâmetros analíticos para a validação do método proposto foram avaliados no comprimento de onda de 475 nm, obtendo os seguintes resultados: Linearidade: 0,1 – 4,5 mg L-1; Coeficiente de correlação (r): 0,9988; Coeficiente angular: 0,516; Limite de detecção: 0,0297 mg L-1; Limite de quantificação: 0,0990 mg L-1.

Superfície de resposta obtida pelo planejamento fatorial das sínteses de nanopartículas de prata


Melamina (300 μL) nas concentrações 0,1; 0,4; 1,0; 2,5; 3,5 e 4,5 mg L-1, respectivamente, com nanopartículas de prata (600 μL).

Conclusões

Pelos resultados obtidos comprovamos a eficiência das nanopartículas de prata na detecção visual de melamina em solução, sendo esta uma metodologia rápida, limpa, barata e que pode, ainda, ser realizada in loco. Ensaios com amostras de leite ainda estão em fase de execução.

Agradecimentos

Os autores agradecem a Capes, CNPq e Fapesp.

Referências

FILIGENZI, M.S., TOR, E.R., POPPENGA, R.H., ASTON, L.A., PUSCHNER, B. The determination of melamine in muscles tissue by liquid chromatography/tandem mass spectrometry. Rapid Commun. Mass Spectrom. v. 21, n. 24, p. 4027–4032, 2007.

GUZMÁN, M. G.; DILLE, J.; GODET, S. Synthesis of silver nanoparticles by chemical reduction method and their antibacterial activity. International Journal of Chemical and Biomolecular Engineering v. 2, n. 3, p. 104-111, 2009.

KIM, B.; PERKINS, L.B.; BUSHWAY, R.J.; NESBIT, S.; FAN, T.; SHERIDAN, R.; GREENE, V. Determination of melamine in pet food by enzyme immunoassay, high-performance liquid chromatography with diode array detection, and ultra-performance liquid chromatography with tandem mass spectrometry. Journal of AOAC Int., v. 91, n. 2, p. 408–413, 2008.

MA, Y.; NIU, H.; ZHANGAB, X.; CAI, Y. One-step synthesis of silver/dopamine nanoparticles and visual detection of melamine in raw milk. Analyst, n. 136, p. 4192–4196, 2011.

MAUER, L.J.; CHERNYSHOVA, A.A.; HIATT, A.; DEERING, A.; DAVIS, R. Melamine detection in infant formula powder using near and mid infrared spectroscopy. J. Agric. Food Chem, v. 57, n. 10, p. 3974–3980, 2009.

PING, H.; ZHANG, M.; LI, H.; LI, S.; CHEN, Q.; Sun, C.; ZHANG, T. Visual detection of melamine in raw milk by label-free silver nanoparticles. Food Control, n. 23, p.191-197, 2012.

SANCHO, J.V., IBANEZ, M., GRIMALT, S., POZO, O.J., HERNADE, Z.F. Residue determination of cyromazine and its metabolite melamine in chard samples by ion-pair liquid chromatography coupled to electrospray tandem mass spectrometry. Anal. Chim. Acta 530, p. 237–243, 2005.