Desarrollo y aplicación de un polímero de impronta molecular para la extracción del plaguicida MCPA en muestras de agua

Abstract

[ES] En el análisis de muestras medioambientales, el estudio de los procesos de tratamiento previo de la muestra para la extracción del compuesto de interés, así como su preconcentración y limpieza, están en pleno desarrollo. Los polímeros de impronta molecular (MIP) son polímeros estables, sintetizados en el laboratorio en presencia del compuesto a determinar, que presentan características de reconocimiento molecular aumentando la selectividad en los procesos de extracción. En el proyecto se va a desarrollar un MIP que permita la extracción selectiva del herbicida ácido 2-metil-4-clorofenoxiacético (MCPA). El polímero se obtendrá térmicamente a partir de una mezcla que contiene un monómero, un entrecruzante, un disolvente porogénico y un iniciador radicalario. La mezcla de polimerización contendrá además una determinada cantidad del MCPA, que se eliminará tras la polimerización dejando su huella en la estructura. El mismo polímero sintetizado en ausencia del plaguicida (polímero sin impronta, NIP) se utilizará como referencia. El polímero, se empaquetará en cartuchos, que servirán de soporte para realizar la extracción en fase sólida del plaguicida, permitiendo la preconcentración del mismo y la limpieza de las muestras. Esta etapa de extracción resultará esencial en el análisis de muestras de agua reales, dadas las bajas concentraciones de plaguicidas permitidas (nivel máximo permitido para plaguicidas individuales 0.1 µg/L). Tras la etapa de extracción, el plaguicida se analizará mediante cromatografía líquida de alta resolución. Las condiciones de la polimerización (composición, lavado, tiempo de contacto, etc.) se optimizarán con el objetivo de conseguir una extracción selectiva del plaguicida. Se establecerán las características óptimas de las etapas de extracción en fase sólida (lavado, tipo y volumen de eluyente, capacidad de preconcentración, reusabilidad, etc) para el plaguicida MCPA. La especificidad del polímero se estudiará mediante la extracción de otros plaguicidas fenoxiácidos con estructuras similares. Finalmente, se aplicará el polímero MIP para la extracción en fase sólida del MCPA en muestras de agua de diferente procedencia.

[EN] In the analysis of enviromental samples, the improvement of sample treatment processes for the extraction of target compounds, as well as its pre-concentration and cleaning, are in full development. This extraction step is essential in the analysis of pesticides in real water samples, due to their low concentrations allowed (maximum residue limit for individual pesticides is 0.1 µg/L). Molecularly imprinted polymers (MIPs) are stable polymers, synthesized in the laboratory in presence of the selected analyte (template), which have moleculary recognition characteristics that increase the selectivity in the extraction process. In this work, a MIP that permits the selective extraction of the 2-methyl-4-chlorophenoxyacetic (MCPA) herbicide has been developed. The polymer has been thermally obtained from a mixture containing a monomer, a crosslinker, a porogen and a radical initiator. The polymerization mixture also contained an amount of MCPA, which was eliminated after polymerization leaving a mark on the structure. Also a polymer in the absence of plaguicide was synthetised (non imprinted polymer). The powder of the synthesized polymer has been packed into cartridges to perform the solid phase extraction of MCPA. After that, the analysis of the pesticide has been carried out by high performance liquid chromatography. The polymerization conditions (monomer, porogen and monomer-template contact time) have been optimized with the aim of achieving a selective extraction of the plaguicide. In addition, optimal conditions for the solid phase extraction of the MCPA (washing solvent, type and volume of eluent, preconcentration capacity, etc.) have been established, and the extraction capacity of the sorbent for other phenoxyacid plaguicides with similar structures has been proven. Finally, the MIP polymer has been applied to the solid phase extraction of MCPA and other 5 phenoxyacid plaguicides in real water samples from different sources.