Con la instrumentación analítica que está disponible hoy en día, es posible la detección de contaminantes en muestras medioambientales en concentraciones inferiores a μg/kg. Debido a esta precisión, es necesario que se tomen medidas especiales en los procesos de extracción, purificación y análisis.
La preparación de la muestra sigue siendo un proceso largo y crítico en el estudio de los contaminantes orgánicos de muestras ambientales. En muy pocas ocasiones, las muestras naturales pueden ser analizadas directamente. Esto es debido a que su naturaleza ha de ser compatible con la técnica de detección.
El análisis necesita de un tratamiento de la muestra cuya etapa principal es la extracción de analitos a partir de la matriz.
De este modo, la elección de la técnica de extracción es el resultado de establecer un compromiso entre la eficacia y la reproducibilidad de la misma, la facilidad del procedimiento, su eficacia (teniendo en cuenta el coste y el tiempo), el grado de automatización, las medidas de seguridad y el número de muestras que se pueden extraer al mismo tiempo.
Hay que destacar, sin embargo, que una vez que la etapa de extracción está optimizada no hay diferencias significativas en cuanto a efectividad se refiere.
Aún así, independientemente de la técnica de extracción que empleemos, una de las decisiones más importantes es la selección del disolvente que vamos a usar. Es necesario tener en cuenta numerosas propiedades como la selectividad, los coeficientes de distribución, la solubilidad, la miscibilidad con la matriz de la muestra, etc., pero la eficacia de un disolvente en la etapa de extracción va a depender principalmente de la afinidad que tenga el analito por el disolvente, de la relación de fases, y del número de etapas de extracción. De este modo, y de manera general, los solutos se disolverán en disolventes que posean propiedades de atracción intermoleculares similares.
Los analitos apolares se extraen mejor con un disolvente apolar como un hidrocarburo alifático (hexano). Para analitos más polares se suele utilizar acetona, acetonitrilo o un disolvente clorado. La acetona se utiliza mucho, ya que su miscibilidad con agua facilita la solubilización de muestras húmedas y no es tóxica.
La extracción de PAHs de las matrices ambientales sólidas, se ha venido realizando normalmente usando disolventes orgánicos con o sin acompañarlos de calor. Ejemplos típicos de esto son la utilización de aparatos Soxhlet y ultrasonidos.
La extracción Soxhlet es uno de los métodos más utilizados para la extracción de los PAHs en muestras ambientales sólidas. Se usa en la certificación de matrices por organismos como el NIST (Nacional Institute of Standards and Technology) o el BCR (Community Bureau of Reference of European Comision) y está recomendado en los métodos de la EPA. La extracción Soxhlet ha sido durante muchos años el método estándar de preparación de un extracto a partir de matrices sólidas, es la principal técnica de extracción en estudios de rutina y continúa sirviendo de referencia para comparar la eficacia de nuevas técnicas.
Una de las precauciones en el uso de este tipo de extracción es la purificación de disolventes y la limpieza del medio filtrante, como los cartuchos, lana de vidrio, etc., que pueden contener impurezas tales como alcanos, alquiltiofenos y ftalatos (ésteres de ftalato). También hay que evitar la pérdida de PAHs durante el proceso de extracción por degradación térmica por lo que se suelen emplear disolventes de bajo punto de ebullición como diclorometano o hexano.
Ejemplo de extracción del analito mediante método Soxhelet:
(en este vídeo se realiza la extracción en pimientos, y no en moluscos, aunque el uso del Soxhelet es el mismo)
Por otra parte, la técnica de extracción más sencilla y también ampliamente utilizada es someter la muestra a un tratamiento con ultrasonidos, mediante inmersión en un baño, o empleando una sonda lo que produce una cavitación del disolvente alrededor de las partículas de la matriz, aumentando el contacto con el disolvente y mezclándolo con la muestra. Además de la polaridad del disolvente, la eficiencia de la extracción dependerá del grado de homogeneidad de la muestra así como del tiempo de extracción. La mezcla de muestra y disolvente suelen separarse por centrifugación y decantación del disolvente. Esta técnica es sencilla, rápida y permite la extracción de grandes cantidades de muestra con un coste relativamente bajo, aunque utiliza grandes volúmenes de disolventes, es muy laboriosa y es necesario filtrar el extracto.
Aunque con este método de extracción se obtienen recuperaciones comparables al Soxhlet (anteriormente descrito) para determinados analitos y a partir de diversas matrices, normalmente no son superiores a las obtenidas mediante Soxhlet.
Más recientemente, se han desarrollado y aplicado estrategias alternativas de extracción, fundamentalmente basadas en la utilización instrumental. Entre ellas podemos citar la extracción con fluidos supercríticos, la extracción asistida con microondas y la extracción con fluidos presurizados. Estas técnicas presentan como ventaja principal, una importante reducción del disolvente, aunque esta reducción sólo es significativa si se usa una extracción simple o doble.
La preparación de la muestra sigue siendo un proceso largo y crítico en el estudio de los contaminantes orgánicos de muestras ambientales. En muy pocas ocasiones, las muestras naturales pueden ser analizadas directamente. Esto es debido a que su naturaleza ha de ser compatible con la técnica de detección.
El análisis necesita de un tratamiento de la muestra cuya etapa principal es la extracción de analitos a partir de la matriz.
De este modo, la elección de la técnica de extracción es el resultado de establecer un compromiso entre la eficacia y la reproducibilidad de la misma, la facilidad del procedimiento, su eficacia (teniendo en cuenta el coste y el tiempo), el grado de automatización, las medidas de seguridad y el número de muestras que se pueden extraer al mismo tiempo.
Hay que destacar, sin embargo, que una vez que la etapa de extracción está optimizada no hay diferencias significativas en cuanto a efectividad se refiere.
Aún así, independientemente de la técnica de extracción que empleemos, una de las decisiones más importantes es la selección del disolvente que vamos a usar. Es necesario tener en cuenta numerosas propiedades como la selectividad, los coeficientes de distribución, la solubilidad, la miscibilidad con la matriz de la muestra, etc., pero la eficacia de un disolvente en la etapa de extracción va a depender principalmente de la afinidad que tenga el analito por el disolvente, de la relación de fases, y del número de etapas de extracción. De este modo, y de manera general, los solutos se disolverán en disolventes que posean propiedades de atracción intermoleculares similares.
Los analitos apolares se extraen mejor con un disolvente apolar como un hidrocarburo alifático (hexano). Para analitos más polares se suele utilizar acetona, acetonitrilo o un disolvente clorado. La acetona se utiliza mucho, ya que su miscibilidad con agua facilita la solubilización de muestras húmedas y no es tóxica.
La extracción de PAHs de las matrices ambientales sólidas, se ha venido realizando normalmente usando disolventes orgánicos con o sin acompañarlos de calor. Ejemplos típicos de esto son la utilización de aparatos Soxhlet y ultrasonidos.
La extracción Soxhlet es uno de los métodos más utilizados para la extracción de los PAHs en muestras ambientales sólidas. Se usa en la certificación de matrices por organismos como el NIST (Nacional Institute of Standards and Technology) o el BCR (Community Bureau of Reference of European Comision) y está recomendado en los métodos de la EPA. La extracción Soxhlet ha sido durante muchos años el método estándar de preparación de un extracto a partir de matrices sólidas, es la principal técnica de extracción en estudios de rutina y continúa sirviendo de referencia para comparar la eficacia de nuevas técnicas.
Una de las precauciones en el uso de este tipo de extracción es la purificación de disolventes y la limpieza del medio filtrante, como los cartuchos, lana de vidrio, etc., que pueden contener impurezas tales como alcanos, alquiltiofenos y ftalatos (ésteres de ftalato). También hay que evitar la pérdida de PAHs durante el proceso de extracción por degradación térmica por lo que se suelen emplear disolventes de bajo punto de ebullición como diclorometano o hexano.
Ejemplo de extracción del analito mediante método Soxhelet:
Por otra parte, la técnica de extracción más sencilla y también ampliamente utilizada es someter la muestra a un tratamiento con ultrasonidos, mediante inmersión en un baño, o empleando una sonda lo que produce una cavitación del disolvente alrededor de las partículas de la matriz, aumentando el contacto con el disolvente y mezclándolo con la muestra. Además de la polaridad del disolvente, la eficiencia de la extracción dependerá del grado de homogeneidad de la muestra así como del tiempo de extracción. La mezcla de muestra y disolvente suelen separarse por centrifugación y decantación del disolvente. Esta técnica es sencilla, rápida y permite la extracción de grandes cantidades de muestra con un coste relativamente bajo, aunque utiliza grandes volúmenes de disolventes, es muy laboriosa y es necesario filtrar el extracto.
Aunque con este método de extracción se obtienen recuperaciones comparables al Soxhlet (anteriormente descrito) para determinados analitos y a partir de diversas matrices, normalmente no son superiores a las obtenidas mediante Soxhlet.
Más recientemente, se han desarrollado y aplicado estrategias alternativas de extracción, fundamentalmente basadas en la utilización instrumental. Entre ellas podemos citar la extracción con fluidos supercríticos, la extracción asistida con microondas y la extracción con fluidos presurizados. Estas técnicas presentan como ventaja principal, una importante reducción del disolvente, aunque esta reducción sólo es significativa si se usa una extracción simple o doble.
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