Diapositiva 1

2ª Reunión Científica del Programa Analisyc-II
Madrid, 5 de abril de 2011
Grupo UAH-QA (IP. Mª Luisa Marina)
Nuevas estrategias SPE para la
determinación de Mercurio y Hormonas
Damián Pérez Quintanilla
Departamento de Química Inorgánica y Analítica
Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología, URJC
Índice
Nuevas estrategias SPE para la determinación de
Mercurio y Hormonas
• Síntesis de Materiales Híbridos Mesoestructurados
• Caracterización
• Adsorción de metales pesados
• Adsorción de Hormonas esteroideas
Introducción
• Nuevos
materiales
(sílices
mesoestructuradas
híbridas)
han
demostrado
tener
interesantes
aplicaciones en diversos campos gracias a sus poros
ordenados, de tamaño y forma bien definida, y a su
elevado grado de funcionalización.
• Estas características hacen que sean materiales útiles para el
desarrollo de nuevos métodos analíticos, sensibles, selectivos,
rápidos, baratos y con un menor impacto ambiental, para el análisis
de contaminantes en las aguas.
Síntesis de materiales híbridos mesoestructurados para la adsorción de Hg(II)
OH
OH
MTZ
N
EtO
OH
+
OH
EtO Si
S
+ HgNO3. H2O
S
EtO
2
OH
1
Vía Impresión
Molecular
MPY
+
OH
EtO Si
S
2
65 ºC
Agitación
OEt
N
S
Si
N
Si
S N
OEt
S
Hg
OEt
Hg
OEt
S
S
H2 N
S
H2 N
OEt
SBA-15
OEt
S
S
Si
OEt
MTZSBA-15
MPYSBA-15
NH2
N
Si
S
NH2
C S Hg S C
NH2
OEt
N
OEt
H2 N
N
Si
Si
Tiourea 5%
HCl 1M
C S Hg S C
OEt
OEt
S
N
NH2
H2 N
MTZ-SBA-15
N
Si
OEt
N
Tiourea 5%
HCl 1M
1
MeOH
SBA-15
65 ºC
Agitación
OEt
+ HgNO3. H2O
N
EtO
OH
MeOH
SBA-15
N
EtO
OH
S N
OEt
OEt
N
N
S
Si
OEt
MPY-SBA-15
Caracterización de materiales
8000
Análisis Elemental
DRX
(100)
7000
SBA-15
MTZ-SBA-15
MPY-SBA-15
5000
Muestra
MTZ-SBA-15
MPY-SBA-15
4000
%N
2,02
4,67
%S
8,65
5,59
molLigando/g
1,44
1,75
3000
2000
1000
0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
3
600
500
3
Porosímetro
Pore volume (cm /g Å) BJH Adsorption
2 (degrees)
Quantity adsorbed (cm /g) STP
Intensity (au)
6000
400
0.035
0.030
0.025
0.020
0.015
0.010
0.005
0.000
0
75
150
225
300
375
450
525
600
675
750
Pore Diameter (Å)
300
Adsorotion
Desorption
200
100
0
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
Relative Pressure (P/P0)
0.9
1.0
Caracterización de materiales
MTZ-SBA-15
OH
R
Q3
4
T2
HO
Q
OH
Si
Si
SiO
O
29Si-MAS-NMR
Q2
Si
OH
O
O
O
O
Si
T3
R
OSi
3
Q
Q4
Si
SiO
OSi
3
2
MPY-SBA-15
24.8(4)
158(7-9)
T
T
2
Q
18.4(1)
1
13.2(3)
0
CH3
OH
7
2
O
34.6(5)
N
O
5
3
174(6)
O
Si
4
8
-20
-40
-60
-80
 (ppm)
9
S
6 N
O
OH
CH3
117.6(8)
61.1(2)
13C-MAS-NMR
200
150
100
50
 (ppm)
0
-50
-100
-100
-120
-140
Caracterización de materiales
SEM
SBA-15
MTZ-SBA-15
MPY-SBA-15
Caracterización de materiales
TEM
SBA-15
Hg-MPY-SBA-15
MPY-SBA-15
Adsorción de metales pesados
Ensayos de adsorción en
“Batch” en medio acuoso,
pH 6, [Hg(II)]=[Cd(II)]=0.1 M
Cuantificación por ICP-AES
Adsorción de Cd
Hg
0,14
Cd
0,8
0,12
mmol Cd(II)/g-sílice
mmol Metal/g-sílice
1
0,6
0,4
0,2
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
SBA-15
MTZ-SBA-15
MPY-SBA-15
0
SBA-15
MTZ-SBA-15
MPY-SBA-15
MTZ-SBA-15-PS
MTZ-SBA-15-PS
Síntesis de materiales híbridos mesoestructurados para la adsorción de
hormonas esteroideas
Vía Co-condensación
EtO
I.
EtO
EtO
CH3
Si
17
ER
ER
TEOS
+
PLURONIC
Monofuncionalizadas
H2O/EtOH
ER
ER
ER
ER
ER
ER
Extracción
Soxhlet
(EtOH/HCl)
(97/3, v/v)
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
CH3
I.
EtO
CH3
Si
+
17
EtO
EtO
EtO
10%
TEOS
+
PLURONIC II.
NH2
Si
10%
ER
ER
ER
H2O/EtOH
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
Extracción
Soxhlet
(EtOH/HCl)
(97/3, v/v)
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
ER
Si
CH3
17
NH2
Si
OEt
ER
ER
ER
II.
17
EtO
ER
ER
ER
Si
EtO
ER
ER
ER
ER
Bifuncionalizadas
ER
ER
Caracterización de materiales
Porosimetría
(100)
1000
DRX
Intensity (a.u)
800
SBA-15-C18-NH2
600
400
200
Muestra
SBET(m2/g)
SBA-15-C18-NH2
SBA-15-C18
500
976
Volumen de
Poro (cm3/g)
0.68
1.16
Diámetro de
Poro (Å)
93
94
0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
2 (degrees)
Quantity adsorbed (cm /g STP)
500
450
800
700
3
400
Incremental Pore Volume (cm /g-Å)
BJH Adsorption
300
0,30
3
250
200
150
100
50
0,25
0,20
0,15
0,10
0,4
0,5
0,6
0,7
Relative Pressure (P/P0)
0,8
0,5
300
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
0,9
0
100
200
300
400
500
600
Pore Diameter (Å)
200
400
600
Pore diameter(Å)
0,3
400
100
0
0,2
0,6
500
0,05
0
0,1
0,7
200
0,00
0,0
Adsorption
Desorption
600
3
Adsorption
Desorption
350
Pore Volume (cm /g)
BJH Adsorption
3
Quantity Adosrbed (cm /g STP)
SBA-15-C18
SBA-15-C18-NH2
1,0
800
1000
1200
0
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
Relative Pressure (P/P0)
0,8
0,9
1,0
700
800
900
1000
Caracterización de materiales
SEM
SBA-15-C18-NH2
SBA-15-C18
TEM
SBA-15-C18-NH2
SBA-15-C18
Adsorción de Hormonas esteroideas
Ensayos de adsorción en “Batch” en medio acuoso
Agitación
1h, 150 rpm
filtrar
0,45μm
20 mg de
material + 5
ppm disolución
de hormona en
Eppendorf
Centrifugación
6000 rpm, 10 min
Cuantificación por HPLC
Adsorción de Hormonas esteroideas
Condiciones Experimentales:
• Equipo de HPLC :
VARIAN
PROSTAR con detector DAD a
200 y 249 nm.
• Fase estacionaria: Ascentis C18
250X4.6 mm.
• Fase móvil: ACN/H2O (70:30)
• Caudal: 1mL/min.
• Temperatura: 30 ºC
Muestra
% Adsorción
β-Estradiol
Testosterona
Progesterona
SBA-15-C18
100
80
100
SBA-15-C18-NH2
61
51
---
MFE-PAK-C18
88
26
80
Nuevas estrategias SPE para la determinación de
Mercurio y Hormonas
2 Trabajo Fin de Carrera en desarrollo
2 Tesis Doctorales en desarrollo
Presentación 2 Póster en el Simposio internacional
Futuros estudios
•Preparación de cartuchos de SPE con
los materiales sintetizados
1. Optimización de las condiciones de SPE de Hg(II) y hormonas
esteroideas: caudal, condiciones de elución, volumen de muestra, pH
muestra, interferentes, ciclos de regeneración, etc.
2. Desarrollo y validación de método para la determinación de Hg(II) en
muestras de alimentos mediante ICP-MS.
3. Desarrollo y validación de método para la determinación de hormonas
esteroideas en muestras de alimentos mediante HPLC y CE.
2ª Reunión Científica del Programa Analisyc-II
Madrid, 5 de abril de 2011
Grupo UAH-QA (IP. Mª Luisa Marina)
Nuevas estrategias SPE para la
determinación de Mercurio y Hormonas
Damián Pérez Quintanilla
Departamento de Química Inorgánica y Analítica
Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología, URJC