EMPREGO DA FLUORESCÊNCIA DE RAIOS X POR REFLEXÃO TOTAL PARA A EMPREGO DA FLUORESCÊNCIA DE RAIOS X POR REFLEXÃO TOTAL PARA A DETERMINAÇÃO DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE MATRIZES BIOLÓGICASDETERMINAÇÃO DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE MATRIZES BIOLÓGICAS

Eduardo de AlmeidaEduardo de Almeida11 e Virgílio F. do Nascimento Filho e Virgílio F. do Nascimento Filho1,21,2

1 - Lab. de Instrumentação Nuclear/CENA/USP 2 - Depto de Ciências Exatas/ESALQ/USP

U N I V E R S I D A D E D E S Ã O P A U L OU N I V E R S I D A D E D E S Ã O P A U L OCENTRO DE ENERGIA NUCLEAR NA AGRICULTURACENTRO DE ENERGIA NUCLEAR NA AGRICULTURA

LABORATÓRIO DE INSTRUMENTAÇÃO NUCLEARLABORATÓRIO DE INSTRUMENTAÇÃO NUCLEAR

Arranjo experimental Arranjo experimental vista geral

ESMERALDA POLIDAESMERALDA LAPIDADA

BET BES

SEI

AMETISTA POLIDAAMETISTA LAPIDADAAMETISTA LAPIDADA

SEI

AMETISTA POLIDA

CITRINO AMARELOLAPIDADO

OBJETIVOOBJETIVO

Este trabalho teve como objetivo a utilização da técnica multielementar de fluorescência de raios X por Este trabalho teve como objetivo a utilização da técnica multielementar de fluorescência de raios X por reflexão total (TXRF) para a determinação da composição química de amostras biológicas. Foram analisadas as reflexão total (TXRF) para a determinação da composição química de amostras biológicas. Foram analisadas as amostras de referência homogeneizado de peixe (amostras de referência homogeneizado de peixe (fish homogenatedfish homogenated IAEA-MA-A-2), IAEA-MA-A-2), CopepodCopepod (IAEA-MA-A-1), (IAEA-MA-A-1), sangue animal (sangue animal (animal bloodanimal blood IAEA-13), feno em pó ( IAEA-13), feno em pó (hay powderhay powder IAEA-V-10), leite em pó ( IAEA-V-10), leite em pó (milk powdermilk powder IAEA-153), IAEA-153), farinha de centeio (farinha de centeio (rye flourrye flour IAEA-V-8), e também amostras biológicas liofilizadas (músculo, rim e fígado), previa- IAEA-V-8), e também amostras biológicas liofilizadas (músculo, rim e fígado), previa-mente digeridas por vias seca e úmida.mente digeridas por vias seca e úmida.

MATERIAISMATERIAIS

• Foram digeridas amostras biológicas liofilizadas e de referência por vias seca e úmida (três repetições). Foram digeridas amostras biológicas liofilizadas e de referência por vias seca e úmida (três repetições). • Digestão via seca: 500 mg da amostra biológica foram colocadas em cadinho de porcelana, seguindo encineração a Digestão via seca: 500 mg da amostra biológica foram colocadas em cadinho de porcelana, seguindo encineração a

500 500 ooC por 12 h, retomando as cinzas em 2 ml de HNOC por 12 h, retomando as cinzas em 2 ml de HNO33 (20 % v/v). (20 % v/v).

• Digestão via úmida: 500 mg foram digeridos utilizando HNODigestão via úmida: 500 mg foram digeridos utilizando HNO33 concentrado e H concentrado e H22OO2 2 em sistema aberto.em sistema aberto.• Em ambas digestões, os volumes foram aferidos para 10 ml.Em ambas digestões, os volumes foram aferidos para 10 ml.• Sensibilidades elementares: utilizou-se padrões multielementares (Aldrich/USA), na faixa de 0 - 5 Sensibilidades elementares: utilizou-se padrões multielementares (Aldrich/USA), na faixa de 0 - 5 g.mlg.ml-1-1. .

MÉTODOSMÉTODOS

• Na análise dos padrões e amostras utilizou-se o elemento Ga como padrão interno, pipentando-se 10 Na análise dos padrões e amostras utilizou-se o elemento Ga como padrão interno, pipentando-se 10 l sobre l sobre suporte de quartzo.suporte de quartzo.

• Excitação: tubo de raio X (alvo: Mo; filtro: Zr; 45 kV/25 mA).Excitação: tubo de raio X (alvo: Mo; filtro: Zr; 45 kV/25 mA).• Detecção de raios X: semicondutor de Si(Li), acoplado a analisador de pulsos multicanal.Detecção de raios X: semicondutor de Si(Li), acoplado a analisador de pulsos multicanal.

CONCLUSÕES CONCLUSÕES

A técnica de fluorescência de raios X por reflexão total por ser uma técnica multielementar, necessitar de pequenas quantidades de amostras, e A técnica de fluorescência de raios X por reflexão total por ser uma técnica multielementar, necessitar de pequenas quantidades de amostras, e ser relativamente barata, mostrou-se muito promissora para a análise de amostras biológicas. Os valores obtidos das concentrações de Mn, Fe, ser relativamente barata, mostrou-se muito promissora para a análise de amostras biológicas. Os valores obtidos das concentrações de Mn, Fe, Cu e Zn, em ambos métodos de digestão, foram concordantes com os valores certificados, e estes dois métodos de digestão não apresentaram Cu e Zn, em ambos métodos de digestão, foram concordantes com os valores certificados, e estes dois métodos de digestão não apresentaram diferenças significativas. Futuros estudos visando a utilização de suportes de amostras mais baratos, como lúcite, deverão ser realizados.diferenças significativas. Futuros estudos visando a utilização de suportes de amostras mais baratos, como lúcite, deverão ser realizados.

Financiadora : FAPESPFinanciadora : FAPESP

Espectros de raios X de amostras biológicas utilizando a TXRFEspectros de raios X de amostras biológicas utilizando a TXRF

2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

2

4

6

8

10

12

14

16

18

P

Mo K'

Mo K

Rb

Ga

Zn

Cu

Fe

K

S

taxa

de

cont

agem

(cp

s)

Energia (keV)2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

0

5

10

15

20

25

30

P

Mo KMo K'

Rb

Ga

ZnFe

K

S

Con

tag

ens

(cps

)

Energia (keV)

Elemento feno sangue músculo centeio

Via úmida Via s eca Via úmida Via s eca Via úmida Via s eca Via úmida Via s eca

Mn 4,0 4,4 1,6 2,4 2,2 1,6 1.0 1.4

Fe 2,6 3,0 1,0 1,8 1,4 1,0 0.6 0.9

Cu 1,2 1,6 0,6 1,0 0,8 0,6 0.4 0.5

Zn 1,0 1,0 0,6 0,8 0,6 0,4 0.3 0.4

Elemento Via seca Via úmida Valor cer tif icadoConcentração Limite de confiança Concentração Limite de confiança Concentração Limite de confiança

Mn 51 45,4 – 56,6 49,1 42,5 - 55,7 47 32 – 52Fe 189,7 151,7 – 227,8 168,7 158,5 –178,9 185 177 – 190Cu 11,4 9,9 – 12,9 2,3 0,4 - 4,2 9,4 8,8 - 9,7Zn 19,4 10,7 – 28,1 16,8 14,3 – 19,3 24 21 – 27

y = 0,6904xR2 = 0,9956

y = 0,3417xR2 = 0,9956

y = 0,1777xR2 = 0,9876

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 1 2 3 4 5Concentração(g ml-1)

Inte

nsi

da

de

re

lati

va

Ni

Mn

V

Tabela 1 - Valores de concentração (g.g-1) e intervalo de confiança para os elementos Mn, Fe, Cu e Zn na amostra de feno em pó, digerido por vias seca e úmida e também os valores certificados (3 repetições, 95 % de probabilidade).

Tabela 2 - Limites] de detecção (g.g-1) para os elementos Mn, Fe, Cu e Zn, nas diferentes amostras biológicas.

y = 0,1011x - 2,1514R2 = 0,9976

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

22 24 26 28 30 32 34 36

Número atômico

Sen

sib

ilida

de r

ealti

va

Figura 1. Curva de sensibilidade analítica dos elementos V, Mn e Ni.

Figura 2. Sensibilidade relativa em função do número atômico.

Figura 3. Espectro da amostra de peixe homogeneizado, digerido por via-úmida.

Figura 4. Espectro da amostra fígado liofilizado, digerido por via-úmida.

detalhe - TXRF