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ANEXO IIRELATÓRIO DE PROJETO DE EXTENSÃO
CAMPUS ANO CÓDIGO (PARA USO DA PROEX)SALVADOR 2014
1. IDENTIFICAÇÃOProjeto: Implantação de um laboratório de Análises do cabelo humano
Modalidade de Relatório: Parcial ( X ) Final ( )
Período relatado:
Coordenador(a): Joseina Moutinho Tavares
Telefone:(071) 9122-8019 E-mail:[email protected]
Bolsista : Elizabete de Araujo Souza
Telefone : (071) 8602-4519 E-mail: [email protected]
2. ATIVIDADES DESENVOLVIDAS
As atividades desenvolvidas durante a execução do projeto foram voltadas para a pesquisa de
métodos para a implementação do laboratório de analises físico-química do cabelo, visando a
busca de novas alternativas para a criação de um espaço mineralógico eficiente dentro do IFBA –
campus Salvador. Dentre as atividades desenvolvidas pode-se citar: ressaltar a importância da
análise físico-química do cabelo, o estudo de um local adequado para a implantação do laboratório,
avaliação de diferentes equipamentos e vidrarias disponíveis que pudessem ser aproveitas no
laboratório, pesquisa de métodos para lavagens e solubilização da amostra, técnicas de medida, de
edificação do laboratório visando uma construção imediata, cotação do valor de equipamentos para a
implementação do laboratório proposto e registrar informações originadas desta pesquisa em um
livro.
3. DIFICULDADES ENCONTRADAS PARA A REALIZAÇÃO DAS ATIVIDADES
A principal dificuldade encontrada para a realização das atividades foi o curto espaço de tempo
para a execução do projeto, o que levou a priorização de algumas etapas do projeto em detrimento a
outras. Como solução a esse problema será apresentado os resultados da pesquisa de forma mais
simplificada, não deixando de frisar a grande importância da iniciativa do IFBA, campus Salvador em
abordar projetos visando contaminantes. Foram encontradas dificuldades na verificação dos
equipamentos e vidrarias disponíveis no IFBA Campus Salvador, e por consequência, no registro
pendencias e necessidades para a instalação do laboratório propostos. Outra realidade são as
restrições inerentes a construção de novas estruturas, forçando-nos a aproveitar as existentes. Além
disso, existe a dificuldade das coletas, pois é necessário adaptar-se aos códigos de ética
estabelecidos no campus Salvador IFBA.
4. RESULTADOS OBTIDOS
Um exame químico dos fios de cabelo (figura 01) indica um perfil detalhado dos últimos 3 meses
do paciente e revela, muitas vazes, um quadro mais real do que o obtido com os exames de sangue
e urina. Atualmente existem muitos dados disponíveis na literatura, mas existe muita controvérsia
quanto à aceitação destes dados. Isto se deve à discrepância dos resultados, devido à dificuldade de
se diferenciar entre contaminação exógena e endógena, diferentes procedimentos de coleta e
preparo da amostra. Além disso, outros fatores contribuem, quais sejam: sexo, raça, hábitos
alimentares, localização geográfica do indivíduo e características morfológicas do cabelo. O
problema da análise do cabelo humano não é a análise em si, já que esta pode ser executada sem
muita dificuldade; o problema está relacionado com as características do cabelo humano, falta de
procedimentos de análise padronizados e controle de qualidade da análise.[1]
Figura 01 – Esquema de corte do couro cabeludo
O projeto de implantação de um laboratório físico- químico para análises de cabelo baseou-se
em algumas necessidades na determinação de elementos traços, como lavagem da amostra de
cabelo, solubilização da amostra e técnicas de medida. Para a melhor compreensão desses
aspectos, essas necessidades serão detalhadas abaixo.
1. Lavagem da amostra
Como o foco da pesquisa é um laboratório físico-químico para analise de cabelos, é fundamental a
remoção de partículas de poeira, suor, gordura, etc., os possíveis interferentes. Por isso foram
desenvolvidas pesquisas de métodos já estipulados para uma lavagem adequada.
Segundo Borella et al [1], quando se deseja determinar o conteúdo total de determinado elemento
presente no cabelo, uma simples lavagem em banho ultra-som já pode ser suficiente. Porém, na
maioria dos casos, deseja-se saber apenas a concentração de elementos provindos da absorção
endógena, onde o processo de lavagem torna-se a etapa mais importante da análise. Existem
elementos que são fortemente ligados ao cabelo (por exemplo, Hg e Cu3,13) e métodos efetivos de
lavagem precisam ser otimizados. Cargnello et al. [2] investigaram a eficácia de alguns procedimentos
de lavagem do cabelo, que são normalmente utilizados. Através das técnicas Microscopia Eletrônica
de Varredura (SEM) e Espectrometria de Raios-X de Energia Dispersiva (XES), os autores
verificaram as partículas sobre a superfície do cabelo e determinaram a concentração de alguns
elementos através da técnica Microscopia Protônica de Varredura Nuclear acoplada à
Espectrometria de Emissão de Raios-X Induzidos por Prótons (PIXE). Eles constataram que os
fragmentos de sujeira que ainda permanecem no cabelo após a sua lavagem, têm o potencial de
falsificar os resultados da análise de elementos traço, tais como Fe, Pb, Cu e Al, que estão presentes
no cabelo em concentrações da ordem de mg/g. Isto pode contribuir significativamente para a grande
variação dos valores reportados como normais por diferentes laboratórios [3], sendo a situação mais
crítica para elementos presentes no meio ambiente em concentrações altas (por exemplo, o Al); é
menos crítica para elementos presentes na amostra na ordem de %, como é o caso do S. De
maneira geral, nenhum procedimento padrão de lavagem pode ser prescrito, devendo-se sempre
buscar aquele que remova os contaminantes externos, sem extrair os elementos incorporados no
cabelo durante seu crescimento. O método apropriado deve ser escolhido de acordo com o grupo
específico de elementos, cujas concentrações no cabelo deseja-se medir [4]. Atualmente, o método de
lavagem desenvolvido pelo IAEA (International Atomic Energy Agency) é utilizado em muitos
laboratórios[4]. Este método consiste em lavar-se 0,5g de cabelo sucessivamente: 1 vez com acetona,
3 vezes com água e 1 vez com acetona; entre cada lavagem deixar o cabelo recoberto com o
solvente, à temperatura ambiente e sob agitação, decantando o líquido entre cada lavagem; deixar o
cabelo secar durante a noite envolvido em papel filtro de grau cromatográfico. Borella et al.[1],
utilizando este método de lavagem, verificaram que as concentrações de Cd e Se no cabelo
aumentaram após a lavagem com acetona, indicando que esta proporcionou a contaminação (neste
caso reagentes mais puros poderiam ser empregados). Neste mesmo estudo eles verificaram
também que o EDTA é muito agressivo e remove elementos da estrutura do cabelo, tais como Ca,
Cu, Mg, Zn, Cr e Pb, sendo por isto não recomendado. Na Tabela 1 são indicados diferentes
procedimentos de lavagem [4]. Como o objetivo primário é a efetuação das análises física- químicas,
um banho-ultrassom é suficiente para as análises. O IFBA Campus Salvador já possui um
equipamento apropriado para este banho.
Tabela 1. Métodos de lavagem de cabelo para a determinação de elementos traço [4]
2. Solubilização da amostra
Segundo Pozebon et al [4] a amostra de cabelo deve ser pesada seca (ao ar ou em estufa), em pó ou
em segmentos tão curtos quanto possível. A quantidade pesada deve ser representativa, sendo
dependente da(s) técnica(s) de medida utilizada(s) e da concentração aproximada do analito na
amostra. Antes da retirada da alíquota a ser pesada, a amostra deve ser homogeneizada por
agitação. A digestão ácida é a mais utilizada, em copo aberto ou fechado. A hidrólise alcalina é
raramente empregada para a determinação de compostos inorgânicos no cabelo, sendo mais
frequentemente empregada para a determinação de compostos orgânicos. Entretanto, a dissolução
com hidróxido de tetrametilamônio (TMAH) tem a vantagem de minimizar a perda de elementos
voláteis, sendo bastante adequado para a análise de cabelo por ETAAS, ETV-ICP-MS e ETV-ICP-
AES. Os ácidos comumente utilizados são HNO3, HCl, H2SO4, HClO4 e HF; o HClO4 é utilizado,
principalmente, para digerir a matéria orgânica e o HF para eliminar a sílica. Nos procedimentos mais
recentemente utilizados em diversos laboratórios, há uma tendência de fazer a digestão da amostra
de cabelo em frasco fechado e em forno de microondas. Sendo utilizado forno de microondas,
dependendo da quantidade de cabelo a ser digerida, utilizando somente HNO3 e H2O2. Com este
método de digestão, as quantidades de reagentes que precisam ser adicionadas são menores, o que
minimiza os problemas de contaminação. Este procedimento deveria sempre que possível ser
buscado, tendo-se em vista que a solução resultante fornece um espectro mais limpo, ou seja, menor
presença de íons poliatômicos se as medições das concentrações dos elementos pesquisados forem
feitas por ICP-MS. Também não são introduzidos os íons Cl- e SO4 - que interferem em ETAAS.
Pelo fato da digestão ser mais rápida, os ciclos de aquecimento podem ser repetidos até completa
digestão da amostra. Independentemente do uso ou não de microondas, a digestão em frasco
fechado diminui o risco de contaminação e a perda de elementos voláteis.[4]
O uso de HClO4 deve sempre que possível ser evitado por analistas inexperientes, tendo-se em vista
que o mesmo é potencialmente explosivo se for levado à secura. Por outro lado, o HF é incoveniente
para o manuseio, porque ataca o vidro. De qualquer forma, o procedimento de digestão da amostra
de cabelo deve ser otimizado de acordo com a técnica de medida a ser utilizada. Referindo-se a
realidade do IFBA, o método de digestão a ser aplicado neste laboratório proposto é utilizando o
micro-ondas. Nos laboratórios já existentes, não existe este tipo de micro-ondas, assim o micro-
ondas para laboratório custa cerca x
3. Técnicas de Medidas
Existem diversos métodos para analises mineralógicas no cabelo, sendo que as formas mais
encontradas nos periódicos e artigos são ICP-OES e espectrometria de absorção atômica.
O cabelo pode ser facilmente analisado sob a forma de suspensão (“slurry”) ou diretamente, onde a
preparação da amostra é rápida e menos sujeita à contaminação. Neste caso uma pequena
quantidade da amostra é moída em moinho de bolas de Zr ou cerâmica, com ou sem a presença de
nitrogênio líquido. Alguns mg da amostra são suficientes para a suspensão, a qual pode ser
preparada diretamente no próprio copo do amostrador automático. Para a estabilização da
suspensão normalmente são adicionados agentes tixotrópicos (Triton X-100, glicerol, entre outros) .
O maior inconveniente destes métodos é que o processo de moagem pode contaminar a amostra.
Melhores resultados podem ser obtidos se a amostra for apenas parcialmente digerida com pequena
quantidade de HNO3 e H2O2 e aquecida por um curto período de tempo e/ou submetida à agitação
em banho ultrasom. Neste caso a amostra não precisa ser moída, mais os fios de cabelo devem ser
o mais curto possível. A contaminação será também menor se agentes tixotrópicos não precisam ser
adicionados (por causa da impureza dos reagentes), o que ocorre quando uma sonda ultra-sônica
estiver acoplada ao amostrador automático. As técnicas mais adequadas para a análise direta de
suspensões são ETAAS, ETV-ICP-MS e ETVICP-AES, porque não apresentam problemas tais como
o entupimento do nebulizador e carregamento excessivo da chama ou plasma com a matriz da
amostra e solvente, além de eliminar adequadamente a matriz. A sensibilidade também é melhor
quando a vaporização eletrotérmica é utilizada, o que é importante quando se deseja medir a
concentração de elementos presentes em baixa concentração (Co, V, Ag, Au, Tl, Sb, Cd, entre
outros).[4]
A análise de cabelo sob a forma sólida é interessante porque o único tratamento que precisa ser
dado à amostra é a sua lavagem. Assim, Miekeley et al [5] determinaram Hg em cabelo através da
introdução de 5-20mg de cabelo num forno de combustão acoplado a ICP-MS, onde somente o
vapor do elemento foi introduzido no plasma. O LD obtido foi 1,9ng/g para 10mg de amostra. Sob
este aspecto a análise por NAA também é vantajosa, pois a amostra é analisada sob a forma sólida.
Através desta técnica, Mitiko et al. desenvolveram um método para a determinação simultânea de Al,
As, Br, Ca, Cd, Cl, Co, Cu, Fe, Hg, K, Mg, Mn, Na, Sb, Sc, Se, V e Zn, onde foram obtidos resultados
exatos e precisos na análise de amostras reais e amostras certificadas.
De maneira geral, as técnicas mais utilizadas para a análise de cabelo na década de 70 foram
FAAS3 e NAA. Na década seguinte, ICP-AES e ETAAS foram as mais usadas. Na década de 80 foi
desenvolvida a técnica de ICPMS, consolidada no início da década atual, que juntamente com ICP-
AES são hoje as mais utilizadas para análises de rotina, devido à capacidade multielementar de
análise, ampla faixa de concentração dinâmica e boa velocidade analítica. Além disso, através delas,
é muito maior o número de elementos que podem ser detectados e a sua concentração medida, se
comparadas com ETAAS e FAAS. Entretanto, a técnica de ICP-MS tem sido pouco utilizada,
provavelmente porque é uma técnica ainda nova e também sofisticada, onde
recursos humanos adequadamente treinados e capacitados não estão ainda amplamente
disponíveis. Além disso, pelo fato da maioria dos elementos pesquisados no cabelo estarem
presentes em apreciável concentração, os limites de detecção obtidos em ICP-AES já são suficientes
para um grande número de elementos[4].
Vasconcellos et al.[6] estudaram a contaminação com Hg por índios da amazônia, sendo a
especiação do elemento feita através de coluna de troca iônica e detecção por CVAAS. Nestes
trabalhos os autores verificaram que os índios do parque nacional do Xingu, apresentavam alto teor
do elemento no cabelo, devido, principalmente, à ingestão de peixes provenientes dos rios locais, os
quais são contaminados com Hg. Entretanto os índios não apresentavam qualquer sintoma, porque a
maior parte do Hg estava na forma metilada, a qual é atóxica. Através de um estudo interlaboratorial,
os autores observaram também que populações, supostamente não expostas ao Hg, apresentavam
diferentes concentrações de Hg no cabelo, em distintas regiões do Brasil. Num dos estudos
realizados por Miekeley et al.[5], foram analisadas amostras de cabelo de 1091 pessoas, por ICP-AES
e ICP-MS. Algumas destas amostras foram propositadamente enviadas a quatro laboratórios
estrangeiros, cujos serviços são normalmente utilizados pela comunidade médica brasileira. Os
autores fortes discrepâncias entre os resultados, atribuído como principal fator a insuficiente
sensibilidade da técnica de ICP-AES para vários elementos, a qual é utilizada pela maioria dos
laboratórios. Para determinar a concentração de elementos tais como Hg, V, Sb, Ge, As, Se, etc,
técnicas mais sensíveis devem ser usadas (por exemplo, CVAAS, HGFASS, ETAAS e ICP-MS), as
quais raramente são citadas pelos laboratórios comerciais. Por outro lado, observaram concordância
dos resultados obtidos para aqueles elementos que podem ser adequadamente analisados por ICP-
AES. Assim sendo, Miekeley et al.[5] concluíram que muitos resultados e LDs obtidos por estes
laboratórios, por ICP-AES, não são corretos. Concluíram também que em alguns destes laboratórios
não há total preocupação quanto a certas interferências espectrais observadas em ICP-AES.
CARNEIRO et al [7], no seu trabalho de determinação de metais pesados em cabelo como indicador
do nível de poluição do município de Vitória (ES) utilizou como método a espectrometria de absorção
atômica de chama (Fe e Zn) e espectrometria de absorção atômica com forno de grafite (Pb e Cd),
usando-se uma metodologia previamente estabelecida. Duarte et al [8] para a avaliação do Cádmio
(Cd), Chumbo (Pb),Níquel (Ni) E Zinco (Zn) em Cabelos Humanos da região de São Paulo, utilizou a
digestão com ácido nítrico concentrado e os extratos obtidos dos tratamentos químicos empregados
nas amostras foram levados para a leitura em Espectrofotômetro de Absorção Atômica. A
Universidade Federal da Bahia aceitou tese de Mestrado de Maria Engracia Chaves onde a
metodologia empregada para diagnosticar intoxicação por arsênico foi a sua dosagem no cabelo por
espectrofotometria de absorção atômica[9]. Já Santos et al [10] propôs para determinação de ferro,
manganês, fósforo e zinco em amostras de cabelo da população do município de Tucuruí a
espectrometria de emissão ótica com plasma acoplado indutivamente (ICP OES).
Assim tendo em vista tantos métodos é necessário recorrer ao mais viável economicamente. Para
efeitos comparativos, determinou –se que para a efetuação da espectrometria de absorção atômica é
necessário um espectrômetro modelo Hitachi-Z8200 acoplado a um forno de grafite Hitachi. O custo
do mesmo é x. O IFBA Campus Salvador já possui um ICP-OES Jobin Yvon Activa M. no laboratório
7 , assim o método de ICP- OES é mais vantajoso para a implantação deste novo laboratório pois já
existe tal equipamento na Instituição.
Assim, são necessários três equipamentos principais para a determinação de metais no cabelo é um
banho ultrassônico para a lavagem da amostra, um micro-ondas para digestão da amostra e um ICP-
OES Jobin Yvon Activa M. Desta forma, é possível instalar tais equipamentos no laboratório 7,
visando uma otimização do espaço e diminuição de custos. A partir deste laboratório pode-se
desenvolver pesquisas mais profundas na área de contaminantes, como o desenvolvimento do
projeto a respeito da contaminação de metais pesados na Bahia de todos os Santos desenvolvido no
campus Salvador.
5.PUBLICO ATENDIDO
6. BOLSISTAS
Elizabete de Araujo Souza
Myllena Menezes
Alana Machado
7. PARCERIASInforme as parcerias presentes e atuantes no Projeto
8. OUTRAS INFORMAÇÕES(relate acerca de outros aspectos não contemplados nos campos anteriores, mas que julgar necessários ao enriquecimento do relatório. Caso existam anexos, enumere-os e anexe-os em seguida
Referência
[1] – Borella, P.; Rovesti, S., Caselgrandi, E; Bargellini, A.;Mikrochim. Acta 1996, 123, 271.
[2] – Cargnello, J. A.; Powell, J. J.; Thompsom, P. H.; Crocker,P. R.; Watt, F.; Analyst 1995, 120, 783.
[3]- Katz, S. A.; Katz R. B.; J. Appl. Toxicol., 1992, 12, 79.
[4]- POZEBON,D; DRESSLER, V.D; CURTIUS, A.J; ANÁLISE DE CABELO: UMA REVISÃO DOS PROCEDIMENTOS PARA ADETERMINAÇÃO DE ELEMENTOS TRAÇO E APLICAÇÕES Depto. de Química - Universidade Federal de Santa Catarina - 88040-900 - Florianópolis – SC . Recebido em 17/9/98; aceito em 18/2/99[5] Miekeley, N.; Amato, M. O.; At. Spectrosc. 1997, 18, 186
[6] Vasconcellos, M. B. A.; Saiki, M.; Palleti, G.; R. M.M., Pinheiro; R. G. Baruzzi and Spindel,
R. J., Radioanal Nucl. Chem. 1994, 179, 369
[7] CARNEIRO,M.T.W.D; CORREIA, C.L.T; COUTINHO,H.J; DETERMINAÇÃO DE METAIS PESADOS EM CABELO COMO INDICADOR DO NÍVELDE POLUIÇÃO DO MUNICÍPIO DE VITÓRIA (ES).Sociedade Brasileira de Química ( SBQ) Departamento de Química da Universidade Federal do Espírito Santo – Campus de Goiabeiras, Vitória – ES
[8] DUARTE,R.P.S; PASQUAL,A; Avaliação Do Cádmio (Cd), Chumbo (Pb),Níquel (Ni) E Zinco (Zn) Em Solos, Plantas e Cabelos Humanos. TESE DE DOUTORADO. Departamento de Ciências Ambientais - FCA/UNESP - Botucatu/SP - Brasil.
[9] CHAVES, M.E; Exposição ambiental ao arsênico em residentes de Lamarrao do Pass:estudo de prevalência em doispontos de tempo.Salvador;sn;1989, 92 p. tab.
[10] SANTOS, S. V. P.; SOUZA, C. A. ; PEREIRA, S. F. P.; FERNANDES, K. G. APLICAÇÃO DA QUIMIOMETRIA NA ANÁLISE DE METAIS EM CABELO DA POPULAÇÃO DE TUCURUÍ POR ICP OES. Universidade Federal do Pará, UFPA, 2007.
(BA) de _de 20 .
Coordenador(a) do Projeto