Microextraction dispersive en phase solide à base de nanoparticules d'oxyde de magnésium pour la préconcentration de l'auramine O et du bleu de méthylène à partir d'échantillons d'eau

Jul 31, 2023

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 12806 (2022) Citer cet article

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Dans cette étude, nous avons étudié le processus de préconcentration et déterminé des traces de colorants auramine O (AO) et bleu de méthylène (MB) dans des échantillons d'eau environnementale. À cette fin, la méthode de microextraction en phase solide de nanocomposites magnétiques dispersifs assistée par ultrasons (UA-DMNSPME) a ​​été réalisée pour extraire l'AO et le MB d'échantillons aqueux en appliquant des nanoparticules d'oxyde de magnésium (MgO-NP). La technique proposée est peu coûteuse, simple, rapide et compatible avec de nombreuses méthodes instrumentales existantes. Les paramètres affectant l'extraction de l'AO et du MB ont été optimisés à l'aide de la méthodologie de surface de réponse (RSM). Un temps d'extraction court, de faibles tests expérimentaux, une faible consommation de solvant organique, de faibles limites de détection (LOD) et un facteur de préconcentration (PF) élevé étaient les avantages de la méthode. Le PF était de 44,5 et la LOD pour l'AO et le MB était respectivement de 0,33 ng mL−1 et 1,66 ng mL−1. La plage linéaire de cette méthode pour l’AO et le MB était respectivement de 1 à 1 000 ng mL−1 et de 5 à 2 000 ng mL−1. De plus, l'écart type relatif (RSD ; n = 5) des analytes mentionnés était compris entre 2,9 % et 3,1 %. Les études d'adsorption-désorption ont montré que l'efficacité de l'extraction de l'adsorbant n'avait pas diminué de manière significative jusqu'à 6 cycles de recyclage et que l'adsorbant pouvait être utilisé plusieurs fois. Les études d'interférence ont révélé que la présence de différents ions n'interférait pas substantiellement avec l'extraction et la détermination de l'AO et du MB. Par conséquent, la méthode UA-DMNSPME-UV/Vis peut être proposée comme méthode efficace pour la préconcentration et l’extraction de l’AO et du MB à partir d’échantillons d’eau et d’eaux usées.

Les eaux usées provenant de diverses industries telles que la teinture, le bois, le cuir et la pisciculture contiennent des colorants et sont considérées comme une source de pollution environnementale. Même de faibles concentrations de ces colorants peuvent modifier la couleur de l’eau. Les colorants sont des polluants non dégradables et stables rejetés dans l'environnement au même titre que les effluents non traités de diverses industries1,2.

L'auramine O (AO) et le bleu de méthylène (MB) sont deux colorants étudiés dans la présente recherche. AO contient des cristaux jaunes solides et MB des cristaux bleus. En outre, les colorants AO et MB sont parmi les colorants les plus utilisés et les plus importants pour teindre le coton, le papier, la laine et la soie. Cependant, une exposition prolongée à ces colorants peut provoquer des brûlures localisées, des nausées, une transpiration accrue, des troubles mentaux et même des cancers chez les humains et les animaux3,4,5.

La préparation de l'échantillon est l'étape principale d'un processus d'analyse qui garantit l'obtention des résultats souhaités. La préparation des échantillons implique la conversion de la matrice d'échantillon réelle dans un état adapté à l'analyse par des techniques de séparation ou d'autres méthodes. Le processus d’extraction est la méthode de préparation d’échantillons la plus courante6. Cette technique isole et pré-concentre des traces d’analytes de la matrice d’échantillon.

La microextraction en phase solide (SPME) est une technique largement utilisée pour séparer et préconcentrer des analytes organiques et inorganiques à partir d’échantillons aqueux7,8. Dans cette méthode, les espèces souhaitées sont adsorbées et concentrées à l'aide d'une phase solide ou d'un enrobage solide. Ensuite, les espèces adsorbées sont lavées avec un solvant approprié, suivies d'une analyse et d'une mesure par des instruments analytiques. Une très faible consommation de solvant organique, une récupération élevée, un faible coût et un temps d'extraction court sont les avantages majeurs de la méthode SPME9,10.

Il existe plusieurs techniques pour déterminer les colorants présents dans différents échantillons, par exemple la chromatographie liquide haute performance-ultraviolet (HPLC-UV), l'électrochimie et la spectrophotométrie11,12,13,14,15,16. Une bonne sélectivité, une opération facile, de faibles coûts d’exploitation et la capacité de déterminer une large gamme de matériaux dans divers domaines sont les principaux avantages de la méthode spectrophotométrique par rapport aux autres méthodes17,18.

Différents adsorbants ont été utilisés dans la méthode SPME, les nanoparticules étant les plus largement utilisées. Les avantages de l’extraction avec des nanoparticules sont la rentabilité, le respect de l’environnement, la faible consommation d’adsorbant et le pourcentage d’extraction élevé19,20.