Determinación selectiva del contaminante ambiental 1-cloro 2,4-dinitrobenceno basada en un magneto sensor electroquímico construido con polímero magnético de impresión molecular (m-MIP)

Abstract

Este trabajo propone el desarrollo de un método para la determinación selectiva y sensible del contaminante ambiental 1-cloro-2,4-dinitrobenceno (CDNB) mediante la utilización de un magnetosensor, cuyo material de reconocimiento consiste en nanopartículas magnéticas modificadas con polímero molecularmente impreso (m-MIP) selectivo a CDNB, que a su vez es electroquímicamente activo, y que será aprovechado para su cuantificación usando técnicas electroquímicas como voltametría cíclica o de pulsos. Para la formación del electrodo m-MIP, se utilizó un electrodo de carbono imantado (m-CGE) y una solución heterogénea de m-MIP CDNB en solución tampón de glicina; dicha solución se agitó durante 2 horas para mejor dispersión, luego se introdujo el electrodo durante 20s para finalmente obtener el electrodo m-MIP. Las medidas fueron realizadas en una celda electroquímica de 3 electrodos conteniendo solución tampón Britton-Robinson (pH 2) y etanol en la proporción de 9:1 (v/v), usando una etapa previa de pre-concentración por 15 min a 60 °C. Se estudió la selectividad del sensor, evaluando la sensibilidad del sensor con ocho compuestos de estructura al CDNB. El sensor respondió para los compuestos p-dimetilaminoazobenceno, p-nitrobencenoazoresorcinol y dinitrobenceno, obteniéndose corrientes equivalentes al 49.56%, 33.37% y 41.66% de la señal del analito, indicando que el sensor es altamente selectivo. Los parámetros electroquímicos de trabajo del sensor fueron: intensidad de corriente (µA) = (2.92 ± 0.05) x [CDNB] (mg.L-1) – (9 ± 1), límite de detección (LD) y de cuantificación (LC) de 0.9 y 3.1 µmol.L-1 respectivamente, el rango de trabajo fue de 4mgL-1 a 50 mgL-1. La repetibilidad fue evaluada comparando cinco curvas de calibración, la desviación estándar relativa (RSD) obtenida fue de 2.7%, mostrando un alto coeficiente de recuperación de 105.4% ± 3.7.

This work proposes the development of a method to determine selectively and sensibly the environmental pollutant 1-chloro 2,4-dinitrobenzene (CDNB) by using a magnetic-sensor, which recognition material consist of modified magnetic nanoparticles with moleculary imprinted polymers (m-MIP) selective to CDNB, which is also electrochemically active, and will be of use for quantification applying electrochemical techniques such as cyclic or pulse voltammetry. The formation of the m-MIP electrode was made of a magnetized carbon electrode (m-CGE) and a heterogenic m-MIP CDNB solution with a glycine buffer, this solution was stirred by 2 hours for a better dispersion, then m-CGE was introduced by 20s to get the m-MIP electrode. The measures were done in a electrochemical cell of 3 electrodes containing Britton-Robinson buffer (pH 2) and ethanol in the proportion 9:1 (v/v), with a previous stage of pre-concentration by 15min at 60ºC. The selectivity of the sensor was evaluated with 8 different compounds, sensor detected p-dimethylaminoazobenzene, p-nitrobenzeneazoresorcinol y dinitrobenzene, obtaining equivalent currents 49.56%, 33.37% y 41.66% of analyte signal. Meaning that the sensor is highly selective. A lineal range between 4 and 50 mg L-1, adjusted with the lineal equation i (A) = (2.92 ± 0.05) x [CDNB] (mg.L-1) – (9 ± 1) . The repetibility of the flims were evaluated in five different days in function of RSD value, being equal to 2.7%, showing a recovery coefficient of 105.4% ± 3.7.