UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA UFSC CENTRO DE

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA - UFSC CENTRO DE CIÊNCIAS FÍSICAS E MATEMÁTICAS - CFM DEPARTAMENTO DE QUÍMICA DETERMINAÇÃO DO TEOR DE NICOTINA EM CIGARRO POR CROMATOGRAFIA GASOSA E ESPECTROMETRIA DE MASSAS Aluna: Rafaella Trilha Orientador: Prof. Dr. Eduardo Carasek da Rocha Co- orientador: Edmar Martendal

INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA OMS mostra que 5, 4 milhões de pessoas morrem por ano no mundo por doenças relacionadas ao tabaco. Dentre as muitas substâncias tóxicas, encontra-se: Nicotina Estimulante Sistema Nervoso Central Dependência química e psicológica 2

INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA Indústrias legalizadas de cigarro informam nas embalagens o teor de nicotina presente na fumaça O teor é determinado por uma metodologia padronizada internacionalmente pela ISO (Método do filtro de Cambridge – FTC) Crescente comercialização ilegal de cigarros acarreta problemas de ordem : Econômica Saúde Pública Na literatura: Utilização de algumas técnicas analíticas para estudos quantitativos do teor de nicotina Não se encontram estudos e metodologias realizados no fumo e filtro de cigarro comercializado legal e ilegalmente 3

i REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Historicamente a nicotina era consumida por índios americanos rituais religiosos Foi conhecida pela civilização com a chegada do tabaco na Europa no século XIX Na França introduzida por Jean Nicot que utilizava o tabaco como planta medicinal Inicialmente o tabaco era consumido na forma de cachimbo é rapé O cigarro surgiu por volta de 1880 nos EUA com a invenção de uma máquina que produzia duzentas unidades por minuto Tornou-se de mais fácil acesso economicamente 4

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Nicotina 1809 – Valquelin observou princípio básico nitrogenado 1829 - Posselt e Reimann isolaram o composto denominando- o Nikotin em homenagem a Jean Nicot 1840 – Fórmula química da nicotina C 10 H 14 N 2 1895 – Fórmula estrutural da nicotina 5

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA • Amina terciária constituída de um anel de piridina e pirrolidina Nicotina • Alcalóide líquido natural • Base volátil • Amarela • pka ~ 8, 0 Centro quiral 6

Fontes REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Principal Toxicidade duas formas racêmicas l - nicotina e d - nicotina Sintetizada nas raízes Redução da pressão arterial Náuseas Vômitos Cefaléia Dificuldade respiratória Taquicardia. Maiores concentrações próximo ao talo e na aréa mais alta nicotiana tabacum 7

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Nicotina e cigarro Forma livre (neutra) Forma ligada (ionizada) Facilmente absorvida pelo organismo Com a queima grande parte na fase gasosa 8

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Absorção de nicotina Ioniza-se na mucosa bucal Absorvida pelos pulmões Não sendo absorvida pelas membranas celulares líquido fisiológico p. H~7, 4 p. H fumo (5, 5 – 6, 0) Pouca nicotina na forma neutra Aumentando o número de tragadas, aumenta a acidez do fumo Atravessa as membranas celulares chegando aos vasos sanguíneos Uso de amônia na composição do cigarro para aumentar a liberação de nicotina livre 9

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Análise teor Nicotina Estudos relacionados ao cigarro comprovaram seus malefícios Necessidade de conhecer o teor de nicotina Método filtro Cambridge- FTC Máquina simula uma tragada de 35 mililitros de fumaça Intervalo de 2 segundos por minuto Porém a simulação da tragada não indica a real quantidade pois esta pode variar de pessoa para pessoa 10

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Várias técnicas analíticas foram estudadas para análise de nicotina em diferentes matrizes como: HPLC CE Técnicas analíticas Método extração solvente seguido análise espectrométrica Mais abundante Cromatografia Gasosa 11

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Cromatografia Gasosa (GC) Separação dos componentes da amostra particionados entre duas fases: Móvel e estácionária. Componentes da amostra são vaporizados e carregados pela fase móvel (gás arraste) através da coluna Separados por diferença de volatilidade e afinidade com a fase estacionária Após separação Detector Espectrômetro de massas 12

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Preparo amostras em GC Separar o analito da matriz para melhor injeção no GC Técnicas de Preparo Headspace estático Extração líquido - líquido Headspace dinâmico Extração em fase sólida Microextração em fase sólida 13

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Microextração em Fase Sólida (SPME) Introduzida na década de noventa por Janusz Pawliszyn e colaboradores da Universidade de Waterloo, Canadá Baseia-se na cinética de transferência de massa e na termodinâmica que descreve o equilíbrio de partição do analito, envolvendo sua extração e pré-concentração Vantagens Técnica simples, rápida livre da utilização de solventes. Eficiente na extração de compostos orgânicos voláteis e semi-voláteis em diferentes matrizes Adequada para análises em HPLC , CE e GC 14

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Headspace estático Baseia-se no equilíbrio entre o analito na fase líquida e gasosa Vantagens Análise de compostos voláteis e semi-voláteis Simples e fácil operação. Aplicada para analitos presentes em altas concentrações na matriz. (Não há pré-concentração do analito) 15

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Otimização Experimental Uma análise multivariada permite avaliar simultaneamente o efeito de um grande número de variáveis. Planejamento fatorial completo Permite investigar as influências de todas as variáveis experimentais e os efeitos de interação entre elas, em busca da melhor resposta experimental 16

Objetivos Gerais Desenvolver um método para análise de nicotina em cigarro utilizando a técnica de cromatografia gasosa e espectrometria de massas Objetivos Específicos Otimizar a extração da nicotina do cigarro utilizando a técnica de headspace estático; técnicas multivariadas serão utilizadas para otimização dos principais fatores envolvidos. Validar o método proposto avaliando parâmetros como precisão, exatidão, faixa linear, coeficiente de correlação, limites de detecção e quantificação Aplicar o método desenvolvido na determinação do teor de nicotina em amostras de cigarros comerciais e ilegalmente comercializados Determinar o teor de nicotina em filtros de cigarro após a queima, de amostras comerciais e ilegalmente comercializadas pela técnica de SPME. 17

Metodologia Preparo da amostra e extração da nicotina Retirado o fumo de um cigarro Pesado uma determinada massa de acordo com a otimização Adicionar um volume de Na 2 CO 3 Headspace estático Aquecimento e agitação em determinado tempo e temperatura Injeção no GC - MS 18

Metodologia Definição das condições de extração da nicotina Elaboração de um planejamento fatorial multivariado Massa da amostra Variáveis a serem estudadas Temperatura Tempo agitação 19

Metodologia Otimização das condições cromatográficas Temperatura do injetor Parâmetros cromatográficos a serem otimizados Rampa de aquecimento Divisor de fluxo na injeção (split) Validação da metodologia analítica Faixa linear do método Parâmetros avaliados Coeficiente de correlação linear Desvio padrão relativo Limite de detecção (LOD) Limite de quantificação (LOQ) Exatidão e precisão. Será avaliada a interferência da matriz pela construção de uma curva de calibração 20 por adição de padrão

OBRIGADA!!! 21