Application of the microextraction techniques μMSPD and BAμE for determination of alkaloids in natural and processed tobacco matrix (Nicotiana tabacum l.) by liquid chromatrography-mass spectrometry

Tobacco is a plant of the genus Nicotiana from the Solanaceae family, whose Nicotiana Tabacum L. is the most cultivated and commercialized species. Despite the wide diversity of chemicals, the alkaloids play an important role in the chemical composition of tobacco due the effects that have made this commodity a worldwide prominence. The indole and β-carboline alkaloids are secondary metabolites formed from the biosynthetic pathway of the amino acid L-tryptophan. These compounds show inhibitory action of the enzyme monoamine oxidase (MAO) that enhances, in smokers, the susceptibility to chemical dependence. However, research also highlights its important effects on the Central Nervous System (CNS), which puts them in a prominent position for studies in different areas of science. In this context, this study presents the development and validation of microextraction analytical methods for determination of N,N-Dimethyltryptamine, harmaline, harmalol, harman, harmine, norharman, tetrahydroharmine and tryptamine alkaloids in natural and processed samples of tobacco and cigarrete smoke by micro-matrix solid-phase dispersion (μMSPD) bar adsorptive microextraction (BAμE), ultra high performance liquid chromatography (UHPLC) and mass spectrometry (MS). The instrumental conditions of analysis were optimized to ensure reliable alkaloid identification and quantification results. The μMSPD procedure was optimized as follows: 0.01 g sample, 0.1 g Discovery DPA 6S adsorbent and elution with 2 mL 1% aqueous formic acid solution. The BAμE procedure was optimized using an extraction device containing the OASIS HLB adsorbent, with extraction step of floating mechanism (3h and 1500 rpm by vortex mechanism) in aqueous solution, and back extraction step by sonication using 100 μL methanol for 5 min. The developed methods were applied to tobacco and cigarette smoke samples, proving to be efficient for the determination of indol and β-carboline alkaloids. The alkaloids harman and norharman were detected in all samples analyzed. For the first time, harmine was identified in tobacco leaf samples.Tabaco é uma planta do gênero Nicotiana pertencente à família das solanáceas; sendo Nicotiana tabacum L. a principal a ser cultivada e comercializada. Não obstante a vasta diversidade de substâncias químicas, os alcaloides assumem importante papel na composição química do tabaco no que diz respeito aos efeitos que elevaram esta commodity a destaque mundial. Os alcaloides β-carbolínicos e indólicos são metabólitos secundários formados a partir da rota biossintética do aminoácido Ltriptofano. Estes compostos apresentam ação inibidora da enzima monoamina oxidase (MAO) que potencializa, em fumantes, a susceptibilidade à dependência química. Todavia, pesquisas destacam também os seus importantes efeitos no Sistema Nervoso Central (SNC), o que os colocam em posição de destaque para estudos em diferentes áreas da ciência. Nesse contexto, este estudo apresenta o desenvolvimento e validação de métodos analíticos de microextração para determinação dos alcaloides N,N-dimetiltriptamina, harmalina, harmalol, harmano, harmina, norharmano, tetrahidroharmina e triptamina em amostras in natura e processadas de tabaco e fumaça de cigarro utilizando as técnicas de dispersão da matriz em fase sólida miniaturizada (μMSPD), microextração adsortiva em barra (BAμE), cromatografia líquida de ultra eficiência (UHPL) e espectrometria de massas (MS). As condições instrumentais de análise foram otimizadas para assegurar resultados fidedignos de identificação e quantificação dos alcaloides. O procedimento de extração por μMSPD foi otimizado nas seguintes condições: 0,01 g de amostra, 0,1 g de adsorvente Discovery DPA 6S e eluição com 2 mL de solução aquosa de ácido fórmico 1%. Por sua vez, o procedimento por BAμE foi otimizado com dispositivo de extração contento o adsorvente OASIS HLB, com etapa de extração de 3 horas pelo mecanismo de flutuação por vórtex a 1500 rpm em meio aquoso, e etapa de retroextração assistida por ultrassom utilizando 100 μL de metanol. Os métodos desenvolvidos foram aplicados em amostras de tabaco e fumaça de cigarro, mostrando-se eficientes para a determinação de alcaloides indólicos e β-carbolínicos. Os alcaloides harmano e norharmano foram detectados em todas as amostras analisadas. Pela primeira vez, o alcaloide harmina foi identificado em folhas de tabaco.São Cristóvão, S