A simple strategy to improve the selectivity of amperometric methods of analysis: determination of caffeine and cocaine in complex samples

In this work, a simple procedure was proposed to improve the selectivity of amperometric methods of analysis. Basically, the proposal consists in the application of two sequential potential pulses (P1 and P2) and the use of the current difference detected between both potentials (IP1 - IP2). The potential of the proposed strategy was evaluated by determining caffeine in different samples (drugs, supplements, soft drinks, energy drinks and synthetic urine) and cocaine in human saliva using Batch Injection Analysis (BIA) with amperometric detection and boron-doped diamond (BDD) as the working electrode. Although the two studied compounds (caffeine and cocaine) are electroactive at potentials above +1 V, the selective determination of the two compounds was possible in complex samples (presence of electroactive interferents) after simple sample dilution in supporting electrolyte. In the determination of caffeine the pulses of optimized potentials were +1.40 V (P2) and +1.55 V (P1) and for the determination of cocaine +1.80 V (P2) and +1.90 V (P1). In the determination of caffeine in food samples and pharmaceutical formulations, results statistically similar to those obtained b capillary electrophoresis were achieved. Additionally, satisfactory recovery values were obtained with synthetic urine (between 108 and 109%) and human saliva (between 90 and 120 %) samples spiked caffeine and cocaine, respectively. The analyzes were possible using multiple pulse amperometry and the injection of a single aliquot of sample or using conventional amperometry with the application of two sequential potential pulses and the injection of two sample aliquots. The developed method in this work proved to be a promising tool for portable applications (determination of a single compound) in different areas such as forensic investigations, sports anti-doping tests and pharmaceutical laboratory analyses.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorDissertação (Mestrado)Neste trabalho foi proposto um procedimento simples para melhorar a seletividade de métodos amperométricos de análise. Basicamente, a proposta consiste na aplicação de dois pulsos de potenciais sequenciais (P1 e P2) e o uso da diferença de corrente detectada entre os dois potenciais (IP1 – IP2). A potencialidade da estratégia proposta foi avaliada mediante a determinação de cafeína em diferentes amostras (fármacos, suplementos, refrigerantes, energéticos e urina sintética) e cocaína em saliva humana usando Análise por Injeção em Batelada (BIA) com detecção amperométrica e diamante dopado com boro como eletrodo de trabalho. Apesar dos dois compostos estudados (cafeína e cocaína) serem eletroativos em potenciais acima de +1 V, a determinação seletiva dos dois compostos foi possível em amostras complexas (presença de interferentes eletroativos) após simples diluição das amostras em eletrólito de suporte. Na determinação de cafeína os pulsos de potenciais otimizados foram +1,40 V (P2) e +1,55 V (P1) e para a determinação de cocaína +1,80 V (P2) e +1,90 V (P1). Na determinação de cafeína em amostras de alimentos e de formulações farmacêuticas, resultados estatisticamente similares aos obtidos por eletroforese capilar foram adquiridos. Adicionalmente, recuperações satisfatórias foram obtidas nos estudos de adição e recuperação de cafeína em urina sintética (entre 108 e 109 %) e de cocaína em saliva humana (entre 90 e 120 %). As análises foram possíveis usando a técnica de amperometria de múltiplos pulsos e injeção de uma alíquota da amostra ou amperometria convencional com a aplicação de dois pulsos de potenciais sequenciais e a injeção de duas alíquotas da amostra. O método desenvolvido neste trabalho se mostrou uma ferramenta promissora para aplicações portáteis de determinação de um único composto em investigações forenses, exames antidoping esportivos e análises laboratoriais farmacêuticas