ÁREA
Química Analítica
Autores
Maza M., I. (National University of Engineering,) ; Larico L., J. (NATIONAL UNIVERSITY OF ENGINEERING,) ; Jacinto H., C. (NATIONAL UNIVERSITY OF ENGINEERING,) ; López C., R. (NATIONAL UNIVERSITY OF ENGINEERING,) ; Taboada S., M.D.P. (UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA - UNESP) ; Picasso E., G. (NATIONAL UNIVERSITY OF ENGINEERING,)
RESUMO
Se desarrolló un método portátil y de bajo costo para el monitoreo Acid green 16 AG 16 en medio acuoso, mediante el reconocimiento de MIP y análisis digital de imágenes tomadas con la cámara de un teléfono inteligente. La coloración que presenta el MIP cuando interacciona con el AG 16 se midió siguiendo los parámetros RGB obtenidos de las imágenes tomadas, estas fueron procesadas por el aplicativo PhotoMetrix, herramienta que permite la descomposición de imágenes digitales y procesar dentro del mismo dispositivo. Se evaluó la curva de calibración en un rango de 1 a 16 mmol L-1 del AG 16 y la repetibilidad se probó midiendo el promedio de muestras, encontrando una buena precisión y demostrando ser comparable con otros métodos. Estos resultados demuestran la viabilidad del método
Palavras Chaves
Acid green 16; Polímero molecularmente i; Análisis por smarphone
Introdução
El AG 16 existe ampliamente en descargas o relaves de la industria textil y la detección rápida, selectiva y precisa de este analito tiene una gran importancia desde el punto de vista ambiental. Lo métodos para determinar estos colorantes son cromatográficos, espectrofotométricos y electroquímicos pero la principal desventaja radica en los altos costos además de un proceso de conservación y tratamiento de muestra. Actualmente, la utilización de Polímeros de Impresión Molecular (MIP) son prometedores debido a su buena selectividad, durabilidad y bajo costo. Su selectividad se atribuye a las cavidades funcional y estructuralmente específicas correspondientes al analito que se sint-etiza. A esto se suma su gran resistencia a entornos agresivos. En esta experiencia, se preparó un nuevo polímero molecularmente impreso (MIP) para adsorber AG 16 de forma selectiva y se presenta como una variante a la síntesis de M. V. Fogel et.al. 2017 (1). La modificación radica en la proporción de molécula plantilla: monómero funcional: monómero estructural en 1:10:50 en comparación a 1:10:100 considerada por el autor, así también se utiliza el 4,4-Azo-bis(ácido-4- cianovalerico) (ABCVA) en lugar del 2-azo-bis-(2-metilpropionitrilo) (AIBN). En la síntesis del MIP se utiliza AG 16 como molécula plantilla, 1-vinilimidazol (1-VI) como monómero funcional, Dimetacrilato de etilenglicol (EGDMA) como monómero estructural, metanol como solvente porogénico y ABCVA como iniciador de radicales. Se realiza en forma simultánea con la síntesis de un polímero no impreso NIP de la misma forma que la síntesis del MIP pero sin molécula plantilla. El desarrollo de este método está basado en el reconocimiento de MIP y el análisis digital de imágenes tomadas con la cámara de un teléfono inteligente (2).
Material e métodos
Se agregaron 0,024 mmol de colorante junto con 0,24 mmol de 1-vinilimidazol y 4 mL de metanol en un reactor, se deja en el ultrasonido por 10 minutos y permanece en agitación magnética durante 2 horas. Seguidamente, se burbujea N2 durante 10 minutos y se adiciona 2,7 mmol de EGDMA, nuevamente se burbujea nitrógeno por 10 minutos y se adicionan 0,122 mmol de ABCVA. El reactor se coloca en un baño de agua a 70 ° C, se observa el precipitado de MIP y se lava con metanol y ácido acético 7: 3 (v/v). Para asegurar un buen lavado, se procede a colocar el MIP en un soxhlet por 48 horas cambiando diariamente la solución de lavado hasta asegurar que no haya más colorante en la solución (no hay absorbancia en el espectrofotómetro).Finalmente se procede a secar por 24 horas a 50°C en la estufa.Las pruebas de sorción del Acid Green 16 con MIP se realizan colocando en agitación constante a 150 rpm durante una hora, seguido se centrifuga por 30 minutos a 15000 rpm, se elimina la solución líquida, se lleva a la estufa por 24 horas, observando la coloración del polvo del MIP. El polvo de MIP coloreado, se dispone del polvo de MIP coloreado en una placa negra de dimensiones uniformes y este en el dispositivo de toma de imágenes (work box) diseñado por el autor. El color desarrollado entre el MIP-analito será captado utilizando un smartphone y esto representará al sistema de detección, este dispositivo, a través de un aplicativo o software de análisis de imágenes traduce y transfiere la información y se cuantifica el analito AG16. Las medidas se realizan por triplicado y todas las medidas se repiten utilizando el NIP en lugar de MIP. El “work-box”, es el dispositivo donde se toman las imágenes a ciertas condiciones establecidas. Se sitúa el MIP en la parte interna a una distancia adecuada
Resultado e discussão
Para obtener la linealidad y el rango de trabajo se evalúa las concentraciones
de 0 a 16 μmol L-1 y coeficiente de correlación figura 1 A. y B. Se obtiene los
datos RGB de la imagen utlizando Photometry trasladando la información a una
hoja de cálculo, se busca una combinación matemática que pueda relacionarse con
la concentración. Esta relación se muestra en la figura 2A y B. Seguidamente, se
obtienen los diferentes parámetros analíticos como el rango lineal, LDD, LDC,
sensibilidad e intercepto a partir de las curvas de calibración del MIP y NIP.
La repetibilidad del análisis muestra la concordancia entre los resultados
obtenidos de las medidas realizadas sucesivamente utilizando el mismo método. El
análisis de repetibilidad se realizó utilizando las mismas condiciones de
trabajo, mismo equipo/instrumento, analista y los mismos parámetros (incluyendo
pH, la concentración, cantidad de material, temperatura, y tiempo).Los
resultados obtenidos de este análisis mostraron que tanto el MIP y el NIP
presentaron una RSD por debajo del 4%, el MIP presenta RSD inferior al NIP y
este resultado positivo muestra que el MIP fue relativamente más eficiente que
el NIP, mostrando así la mayor precisión del MIP en comparación al NIP.
La reproducibilidad en este trabajo se realizó elaborando tres síntesis y
medidas en días distintos en las mismas condiciones. Los procedimientos de
adsorción se realizaron en condiciones preestablecidas anteriormente. En la
siguiente tabla 4. y tabla 5 muestran los resultados obtenidos para
reproducibilidad fueron satisfactorios, se obtuvieron RSD menores al 1,5% tanto
para el MIP como para el NIP.
Conclusões
Se desarrolló y evidenció el proceso de síntesis de MIP y NIP para adsorber AG 16 en medio acuoso, evaluado a través de las eficiencias en el proceso de adsorción.El método desarrollado ofrece una alternativa rápida, precisa y sensible para la determinación de AG16 sobre MIP, y puede llevarse a cabo utilizando una cámara de teléfono y un aparato sencillo y portátil para el control de la iluminación. En comparación con algunos métodos descritos en la literatura, ofrece una mayor frecuencia de muestreo, mayor versatilidad y menor consumo de reactivos,y posee ventajas de simplicidad.
Agradecimentos
Este Proyecto está financiado por FONDECYT #067- 2021 Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Ingeniería Lima- Perú Instituto de Química da Unesp de Araraquara
Referências
M.V. Foguel, N.T.B. Pedro, A. Wong, S. Khan, M.V.B. Zanoni, M. del P.T. Sotomayor. (2017). “Synthesis and evaluation of a molecularly imprinted polymer for selective adsorption and quantification of Acid Green 16 textile dye in water samples, Talanta”. (170) 244– 251. https://doi:10.1016/j.talanta.2017.04.013
Böck Fernanda Carla, Helfer Gilson Augusto, Ben da Costa Adilson, Bazzan Dessuy Morgana, Flôres Ferrao Marco. (2020). “PhotoMetrix and colorimetric image analysis using smartphones”. Journal of Chemometrics. 1-19. https://doi.org/10.1002/cem.3251
