CROMATOGRAFIA GASOSA MELHORA PRECISÃO DE RESULTADOS ANALÍTICOS

Atualizado: Mai 26




POR EGLE LEONARDI


A cromatografia gasosa (CG) é uma das técnicas analíticas mais utilizadas no setor industrial. Conhecer bem todas as suas características é fundamental para os profissionais que atuam nessa atividade. É uma técnica usada para a separação de substâncias químicas para identificação, quantificação ou obtenção de outras substâncias para os mais diversos fins. Ela se distribui em duas fases, uma estacionária e outra móvel, a partir de matrizes complexas em que a fase móvel é composta por um gás inerte (geralmente hidrogênio, nitrogênio e hélio) que atua como transportador, conhecido também como gás de arraste ou de transporte.


“A CG, além de possuir um alto poder de resolução, é usada para a separação de compostos voláteis e compostos termicamente estáveis, isto é, os analitos a serem separados devem apresentar uma razoável pressão de vapor e temperatura de separação, uma vez que a coluna é colocada dentro de um forno, o que exige estabilidade térmica da amostra”, explica o pesquisador Analítico Sênior da Halex Star, Marcelo de Jesus Luís.


Os termos cromatografia, cromatograma e método cromatográfico são atribuídos ao botânico russo, Mikahil S. Tswett, que, em 1906, utilizou estes termos em dois trabalhos, em que descreveu suas experiências na separação de componentes de extratos de folhas e gema de ovo. A palavra cromatografia é oriunda do grego, Χρώμα γραφειν, ou Chroma e grafein, que significam escrita de cores, de acordo com o professor do CDPI Pharma – Centro de Desenvolvimento Profissional Industrial e analista de Desenvolvimento Analítico da Hynova, Fernando Pugliesi.


O ramo de aplicação dentro da indústria farmacêutica é muito amplo. Com a tecnologia cada vez mais avançada, a cromatografia gasosa acaba se destacando pela sua sensibilidade, e passa a não ser mais só uma técnica de pesquisa e desenvolvimento. Ela utilizada, cada vez mais, em análises de rotina como liberação de insumos farmacêuticos e produtos acabados, auxiliando em análises como teor, impurezas, solventes residuais dentre outros, segundo Luís.


“Considerada uma das principais técnicas para fins analíticos, a CG é aplica em indústrias diversas, como a farmacêutica, química, alimentícia e de pesquisa. Isso se deve à sua variabilidade de detecção de compostos com alto grau de precisão e exatidão, podendo analisar misturas complexas em intervalo curto e apresentar uma boa eficiência e resolução”, ressalta do diretor do CDPI Pharma, Poatã Casonato.

Luís complementa, dizendo que a CG pode, ainda, auxiliar nas determinação de antioxidantes, alimentos, análises clínicas, análise forense, pesticidas, solventes residuais, teor, impurezas, análise de petróleo, dentre outros.


COMO FUNCIONA


De acordo com Pugliesi, a cromatografia em fase gasosa é utilizada na identificação e quantificação de compostos orgânicos voláteis e semivoláteis. Na cromatografia em fase gasosa, a fase móvel é um gás ultrapuro, quimicamente inerte, chamado de gás de arraste, e a estacionária pode ser composta por um sólido (cromatografia gás-sólido), ou um sólido impregnado com um líquido pouco volátil (cromatografia gás-líquido).


“A fase estacionária é acondicionada em tubos de vidro, sílica fundida ou metal, constituindo a coluna cromatográfica. A amostra é introduzida no sistema de injeção com auxílio de seringas ou de válvulas de injeção. No sistema injetor a mesma é volatilizada e transferida para a coluna na forma de gás ou vapor”, ensina o professor.


Os compostos dessa amostra são arrastados pela fase móvel (gás de arraste), percorrendo a coluna, entrando em contato com a fase estacionária, onde eles são separados e encaminhados para o sistema de detecção. A utilização da cromatografia gás-líquido corresponde a cerca de 95% das aplicações da cromatografia em fase gasosa.


A cromatografia em fase gasosa utiliza três tipos de colunas, sendo elas as colunas preparativas, colunas empacotadas e colunas capilares. As colunas capilares são mais eficientes quando comparadas às colunas empacotadas, pois possuem menor diâmetro e maior comprimento, portanto, maior número de pratos teóricos.


Coluna empacotada Coluna capilar





Esquema básico de um cromatógrafo a gás


CAMPO DE APLICAÇÃO AMPLIADO


Avanços em equipamentos que podem operar em temperaturas de até 450ºC e técnicas de preparo de amostra, como a pirólise e derivatização de moléculas, ampliaram, consideravelmente, o campo de aplicação da cromatografia em fase gasosa, segundo Pugliesi.


“A utilização da cromatografia em fase gasosa em indústrias farmacêuticas aumentou significativamente desde a implementação do capítulo geral 467 da USP (farmacopeia americana), que trata de solventes residuais em excipientes, IFAs e produtos”, lembra Casonato.


Esse aumento se deu devido às características destes solventes que, em geral, são compostos orgânicos voláteis e semivoláteis e termicamente estáveis - características que, muitas vezes, impossibilitam a utilização de HPLC (embora seja possível detectar e quantificar alguns desses solventes nesses equipamentos) e viabilizam o uso dos sistemas de cromatografia em fase gasosa.


Os detectores mais utilizados nas indústrias farmacêuticas são:

· FID (detector de ionização de chama);

· ECD (detector de captura de elétrons);

· TCD (detector de condutividade térmica); e

· MS (espectrômetro de massas acoplado ao cromatógrafo a gás).


Dentre os detectores destacados, o FID é o mais utilizado, e a aplicação do espectrômetro de massas vem aumentando consideravelmente devido à possibilidade de sua utilização em investigações de não conformidade.


“O espectrômetro de massas é um equipamento efetivo em investigações, pois a identificação dos compostos não fica limitada ao tempo de retenção deles (o que pode induzir a erros), mas também fornece uma ferramenta de confirmação da molécula, que é o espectro de massas, que pode ser comparada a um banco de espectros (geralmente NIST), além da possibilidade de deconvolução de picos que co-eluem”, ressalta Pugliesi.


O espectrômetro de massas também pode ser utilizado em análises quantitativas, sendo que o modo mais efetivo para esse tipo de análise é o modo SIM, em que os íons dos compostos são monitorados, geralmente resultando em melhor limite de detecção e quantificação, quando comparado ao modo de escaneamento (SCAN). O modo SCAN é mais utilizado em análises qualitativas, pois nesse modo é apresentado todo o espectro de massas da molécula.


“O ICH Q3C revisão 7 fornece valores orientadores de controle dos solventes residuais e deve ser consultado no momento de desenvolvimento de métodos, caso o analista opte por desenvolver o método internamente”, lembra o professor do CDPI Pharma.


IMPUREZAS DE SÍNTESE


Além da utilização da cromatografia em fase gasosa na identificação e quantificação de solventes residuais, a CG pode ser utilizada na identificação e quantificação de impurezas de síntese, desde que os compostos a serem controlados sejam voláteis ou semivoláteis e termicamente estáveis e em análises de teor, respeitando às condições já mencionadas.


De acordo com Pugliesi, a escolha do amostrador, injetor, fase estacionária, fase móvel e detector são de fundamental importância na análise performada por cromatografia em fase gasosa, e alguns pontos devem ser levados em conta nesta escolha, como:

- ponto de ebulição dos compostos presentes na amostra;

- classificação química dos compostos;

- polaridade dos compostos;

- limpeza da matriz;

- viscosidade da amostra; e

- diluente utilizado.


O professor ressalta que matrizes sujas devem passar por processos de purificação para não danificar equipamentos e apresentar melhor seletividade dos compostos: “Atualmente existem várias técnicas disponíveis para essa purificação, o que pode incluir os sistemas: solid phase extraction (SPE), solid phase micro extraction (SPME), quick easy cheap effective rugged safe (QuEChERS), gel permeation chromatograph (GPC) e colunas recheadas com sólidos adsorventes, como sílica, alumina entre outros”.


Para Luís, nos últimos anos a cromatografia gasosa teve um grande salto nas indústrias, com regulamentações muito restringidas e uma demanda de serviço muito alta. “A falta de profissionais especializados nesta técnica tem sido notada e, cada vez mais, as indústrias têm investido para a capacitação deste tipo de profissional. Então, fica uma dica para quem gosta de desafios: estudar e contribuir para o avanço da ciência. Assim, com certeza, o retorno também será inevitável”, finaliza Luís.



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