Microestrazione dispersiva in fase solida a base di nanoparticelle di ossido di magnesio per la preconcentrazione di auramina O e blu di metilene da campioni di acqua

Jul 31, 2023

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 12806 (2022) Citare questo articolo

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In questo studio, abbiamo studiato il processo di preconcentrazione e determinato tracce di coloranti auramina O (AO) e blu di metilene (MB) in campioni di acqua ambientale. A questo scopo, è stato eseguito il metodo di microestrazione in fase solida di nanocompositi magnetici dispersivi assistita da ultrasuoni (UA-DMNSPME) per estrarre AO e MB da campioni acquosi applicando nanoparticelle di ossido di magnesio (MgO-NP). La tecnica proposta è a basso costo, facile, veloce e compatibile con molti metodi strumentali esistenti. I parametri che influenzano l'estrazione di AO e MB sono stati ottimizzati utilizzando la metodologia della superficie di risposta (RSM). I vantaggi del metodo sono stati brevi tempi di estrazione, bassi test sperimentali, basso consumo di solvente organico, bassi limiti di rilevamento (LOD) e un elevato fattore di preconcentrazione (PF). Il PF era 44,5 e il LOD per AO e MB era rispettivamente di 0,33 ng mL−1 e 1,66 ng mL−1. L'intervallo lineare di questo metodo per AO e MB era rispettivamente di 1–1000 ng mL−1 e 5–2000 ng mL−1. Inoltre, la deviazione standard relativa (RSD; n = 5) degli analiti menzionati era compresa tra il 2,9% e il 3,1%. Gli studi di adsorbimento-desorbimento hanno mostrato che l’efficienza dell’estrazione dell’adsorbente non era diminuita in modo significativo fino a 6 cicli di riciclo e l’adsorbente poteva essere utilizzato più volte. Gli studi sull'interferenza hanno rivelato che la presenza di ioni diversi non interferiva sostanzialmente con l'estrazione e la determinazione di AO e MB. Pertanto, il metodo UA-DMNSPME-UV/Vis può essere proposto come un metodo efficiente per la preconcentrazione e l'estrazione di AO e MB da campioni di acqua e acque reflue.

Le acque reflue di varie industrie come la tintura, il legno, il cuoio e la piscicoltura contengono coloranti e sono considerate fonte di inquinamento ambientale. Anche basse concentrazioni di questi coloranti possono cambiare il colore dell'acqua. I coloranti sono inquinanti non degradabili e stabili rilasciati nell'ambiente allo stesso modo degli effluenti non trattati di varie industrie1,2.

L'auramina O (AO) e il blu di metilene (MB) sono due coloranti studiati nella presente ricerca. AO contiene cristalli gialli solidi e MB ha cristalli blu. Inoltre, i coloranti AO e MB sono tra i coloranti più utilizzati e importanti per la tintura di cotone, carta, lana e seta. Tuttavia, l'esposizione prolungata a questi coloranti può causare ustioni localizzate, nausea, aumento della sudorazione, disturbi mentali e persino cancro nell'uomo e negli animali3,4,5.

La preparazione del campione è la fase principale di un processo di analisi che garantisce l'ottenimento dei risultati desiderati. La preparazione del campione prevede la conversione della matrice reale del campione in uno stato adatto all'analisi mediante tecniche di separazione o altri metodi. Il processo di estrazione è il metodo di preparazione del campione più comune6. Questa tecnica isola e preconcentra tracce di analiti dalla matrice del campione.

La microestrazione in fase solida (SPME) è una tecnica ampiamente utilizzata per separare e preconcentrare analiti organici e inorganici da campioni acquosi7,8. In questo metodo, le specie desiderate vengono adsorbite e concentrate utilizzando una fase solida o un rivestimento solido. Successivamente, le specie adsorbite vengono lavate con un solvente adeguato, seguito da analisi e misurazione mediante strumenti analitici. Il consumo molto basso di solvente organico, l'elevato recupero, il basso costo e il breve tempo di estrazione sono i principali vantaggi del metodo SPME9,10.

Esistono diverse tecniche per determinare i coloranti presenti in diversi campioni, ad esempio, cromatografia liquida ad alte prestazioni-ultravioletto (HPLC–UV), elettrochimica e spettrofotometria11,12,13,14,15,16. Buona selettività, facilità d'uso, bassi costi operativi e capacità di determinare un'ampia gamma di materiali in vari campi sono i principali vantaggi del metodo spettrofotometrico rispetto agli altri metodi17,18.

Nel metodo SPME sono stati utilizzati diversi adsorbenti, tra i quali le nanoparticelle sono quelle più utilizzate. I vantaggi dell'estrazione con nanoparticelle sono il rapporto costo-efficacia, l'eco-compatibilità, il basso consumo di adsorbente e l'elevata percentuale di estrazione19,20.