Desenvolvimento e avaliação de moduladores microfluídicos planares e livre de consumíveis para cromatografia gasosa bidimensional abrangente

Resumo

A análise da fração volátil e semi-volátil de amostras complexas não é uma tarefa trivial em virtude de sua elevada quantidade de constituintes e sua ampla diversidade de propriedades físico-químicas. Dentre as técnicas de análise instrumental disponíveis atualmente, a cromatografia gasosa bidimensional abrangente destaca-se com excelência para a separação, detecção e identificação de compostos orgânicos, sejam de amostras biológicas, alimentos ou derivados petroquímicos. Entretanto, atualmente, acreditamos que um dos principais fatores que ainda restringe o seu uso em análises rotineiras é o seu altíssimo gasto com consumíveis (e.g., nitrogênio líquido). Logo, o presente projeto propõe o desenvolvimento e avaliação de moduladores microfluídicos livre de consumíveis como alternativa aos moduladores criogênicos disponíveis comercialmente. Para isso, iremos explorar princípios fundamentais de cromatografia e combiná-los ao que há de mais recente em troca de calor em dispositivos eletrônicos. Os protótipos consistirão de moduladores térmicos de dois estágios, nos quais serão combinados alternadamente etapas de aprisionamento por sorção e dessorção térmica. O aprisionamento dos analitos ocorrerá pela sorção dos analitos em uma fase estacionária espessa não-seletiva (e.g., poli(dimetilsiloxano)) combinada a baixas temperaturas de operação para favorecer a constante de distribuição do analito no sistema bifásico. Já a dessorção dos analitos será feita termicamente pelo uso de sistemas de aquecimento resistivo microfabricados e de baixa massa térmica. Além disso, dentre os inúmeros parâmetros experimentais que serão avaliados e otimizados, destaca-se o estudo da geometria dos canais de modulação, pois estes irão controlar a transferência de calor e, em especial, as velocidades lineares médias das bandas cromatográficas no modulador microfluídico. Por fim, os resultados deste trabalho serão cruciais para aprimorar nosso entendimento sobre a modulação térmica e sortiva em sistemas microfabricados para GC×GC. Espera-se que o conhecimento científico gerado aqui possa culminar no desenvolvimento de um modulador para GC×GC econômico e comercializável. (AU)