Modificación de la pared interna de un tubo de propileno para su empleo en la extracción de Bisfenol A

Abstract

[ES] El bisfenol A es un disruptor endocrino ampliamente utilizado en la industria, teniendo una producción anual que supera los 3,8 millones de toneladas y una liberación anual a la atmósfera de 100 toneladas. La exposición a este compuesto puede suponer un riesgo para la salud humana, pudiendo alterar el correcto funcionamiento del sistema endocrino, así como, aumentar el riesgo de desarrollar enfermedades neurológicas y neurovasculares. Sin embargo, se sigue usando hoy en día, debido a las excelentes propiedades físicas, químicas y mecánicas que le proporciona a los plásticos. Este compuesto se encuentra en gran cantidad de matrices, siendo las masas de agua de las más significativas, debido a su gran prevalencia en estas. Actualmente, la Directiva Europea establece leyes para controlar la concentración de este compuesto en las aguas destinadas al consumo humano, para garantizar un agua saludable y limpia. Por ello, es de gran importancia el control y estudio periódico de muestras de agua para controlar este compuesto y asegurar la calidad del agua y salud de las personas, así como colaborar con el avance tecnológico y científico. En este TFG se han desarrollado unos tubos extractantes modificados con aptámero como sistema de extracción selectivo para la preconcentración y limpieza de muestras acuosas que contengan BPA. Para ello, se han modificado químicamente la pared interna de unos tubos Falcon, tubos de polipropileno de fondo cónico en 2 etapas. En la primera etapa, se ha realizado la vinilización de la pared interna de los tubos mediante la reacción en dos pasos con BZF y EGDMA. En esta etapa, que se realiza en 2 pasos, ha resultado esencial la ausencia total de oxígeno y el mantenimiento de una atmósfera de N2 en todo el proceso. Posteriormente, en la segunda etapa, se ha enlazado a la pared del tubo vinilizada un aptámero específico para el BPA mediante una reacción click. Empleando los tubos extractantes modificados con el aptámero del BPA, se han optimizado las distintas etapas del proceso de extracción. Cuando se realiza la extracción de BPA en condiciones óptimas se ha conseguido un factor de concentración del BPA de 20 veces. El procedimiento completo de análisis de BPA desarrollado (Extracción-HPLC-FL) tiene una repetitividad y reproducibilidad inferiores al 10%, su LOD es de 0,10 µg/L y su LOQ es de 0,34 µg/L, límites que aseguran la determinación cuantitativa del BPA a niveles inferiores a los establecidos por la legislación para aguas de consumo (2,5 µg/L). Además, se ha comprobado que los tubos extractantes pueden reutilizarse hasta 30 veces sin que se pierda eficacia en el proceso de extracción. Finalmente, la aplicación del proceso a muestras de agua del grifo y embotellada aditivadas con BPA demostró la exactitud del proceso, indicando que los componentes de la matriz de estas muestras no interfieren en el proceso de extracción de BPA.

[EN] Bisphenol A is an endocrine disruptor widely used in industry, having an annual production that exceeds 3,8 million tons and an annual release into the atmosphere of 100 tons. Exposure to this compound can pose a risk to human health, potentially altering the proper functioning of the endocrine system, as well as increasing the risk of developing neurological and neurovascular diseases. However, it is still used today, due to the excellent physical, chemical and mechanical properties it provides to plastics. This compound is found in a large number of matrices, with water masses being the most significant, due to its great prevalence in them. Currently, the European Directive establishes laws to control the concentration of this compound in water intended for human consumption, to guarantee healthy and clean water. Therefore, the periodic control and study of water samples is of great importance to control this compound and ensure the quality of the water and people's health, as well as to collaborate with technological and scientific advances.

In this TFG, extractant tubes modified with aptamer have been developed as a selective extraction system for the preconcentration and cleaning of aqueous samples containing BPA. To do this, the internal wall of some Falcon tubes, polypropylene tubes with a conical bottom, have been chemically modified in 2 stages. In the first stage, the vinylization of the inner wall of the tubes has been carried out through a two-step reaction with BZF and EGDMA. In this stage, which is carried out in 2 steps, the total absence of oxygen and the maintenance of an N2 atmosphere throughout the process has been essential. Subsequently, in the second stage, a specific aptamer for BPA has been linked to the vinylized tube wall through a click reaction.

Using extractant tubes modified with the BPA aptamer, the different stages of the extraction process have been optimized. When BPA extraction is carried out under optimal conditions, a BPA concentration factor of 20 times has been achieved. The complete BPA analysis procedure developed (Extraction-HPLC-FL) has a repeatability and reproducibility of less than 10%, its LOD is 0,10 µg/L and its LOQ is 0,34 µg/L, limits that ensure the quantitative determination of BPA at levels lower than those established by legislation for drinking water (2,5 µg/L). In addition, it has been proven that the extractant tubes can be reused up to 30 times without losing effectiveness in the extraction process. Finally, the application of the process to tap and bottled water samples added with BPA demonstrated the accuracy of the process, indicating that the matrix components of these samples do not interfere with the BPA extraction process.