ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: DESENVOLVIMENTO DE METODOLOGIA PARA ANÁLISE DIRETA DE CROMO EM SORO HUMANO POR GF AAS UTILIZANDO OTIMIZAÇÃO MULTIVARIADA
AUTORES: H.J.F. FABRINO (UFMG) ; W. BORGES NETO (UFMG) ; J.B.B. SILVA (UFMG)
RESUMO: RESUMO: Neste trabalho foi desenvolvido um método para determinação direta de Cr em soro humano por GF AAS utilizando apenas uma diluição 1:5 v/v em HNO3 1% e Triton X-100 0,1%. Na otimização multivariada foi empregado planejamento fatorial 23 seguido de planejamento composto central (CCD) para avaliar as temperaturas de pirólise (TP) e de atomização (TA), além do uso de modificadores químicos permanentes (MP). A condição ótima encontrada foi de: TP=1520 oC; TP=2620 oC; MP=W. Sob estas condições as figuras de mérito estudadas (LOD, LOQ, exatidão, precisão e massa característica) empregando-se calibração aquosa mostraram-se adequadas a proposta. A determinação de Cr nos soros de 60 voluntários encontrou valores entre 1,4 a 41,8 µg L-1.
PALAVRAS CHAVES: palavras chave: gf aas, otimização multivariada, soro humano.
INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: Cr é amplamente utilizado em atividades humanas, como na fabricação de ligas metálicas, tintas, fitas magnéticas, eletrodos, curtumes, cimento, etc. O metal apresenta-se como Cr (III) (geralmente associado a fontes naturais) e Cr (VI) (geralmente associado a fontes antropogênicas) (MOREIRA; BOAVENTURA, 2003). A forma hexavalente apresenta maior toxicidade (FERREIRA, 2002), alguns autores suspeitam que seja pela maior facilidade em atravessar a membrana celular por formar estrutura semelhante aos sulfatos (MOREIRA; BOAVENTURA, 2003). Em humanos e animais Cr (III) é um micronutriente que participa do metabolismo da glicose, gordura e proteína, potencializando a ação da insulina (ANDERSON, 1981). Uma ingestão diária de 50-200 µg é recomendada para adultos (ATSDR, 2000). Exposições excessivas ao Cr podem causar danos que vão desde problemas nos rins a dermatites, passando por úlceras e câncer (MOREIRA; BOAVENTURA, 2003; FERREIRA, 2002). Suspeita-se da sua ligação com disfunções cardíacas (MOREIRA; BOAVENTURA, 2003; FERREIRA, 2002). Não é elemento cumulativo em humanos, e tem um t1/2 de 15-41 horas. GF AAS é uma poderosa ferramenta para a determinação de elementos presentes em baixas concentrações em matrizes de importância biológica, não só por sua eficiência e sensibilidade como também pela possibilidade de digestão in-situ da amostra, necessitando de pouco ou de nenhum preparo prévio desta. O uso da quimiometria na otimização de técnicas analíticas como GF AAS permite, através de planejamentos experimentais baseados em princípios estatísticos, que os pesquisadores possam extrair do sistema em estudo o máximo de informação útil fazendo um número mínimo de experimentos (NETO; SCARMINIO; BRUNS, 2003).
MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAL E MÉTODOS: Foi usado um espectrômetro de absorção atômica PerkinElmer AanalystTM 400 equipado com forno de grafite (HGA 800), amostrador automático (AS-800), lâmpada de deutério (PerkinElmer), lâmpada de cátodo oco de Cr (IST) operando a 15 mA, bem como tubo de grafite com plataforma integrada (PerkinElmer). Água deionizada (18,2 M cm-1) de um sistema Milli-Q (Millipore) foi usada no preparo das soluções. Soluções de 1 g L-1 dos seguintes metais foram usadas: Ru, Rh e Ir da Fluka e Zr da Aldrich, e W, Ta e Nb da Merck, todos em 1 mol L-1 de HCl. Solução estoque de 1 g L-1 de Cr feitas com ampola de titrisol da Merck em 5% v/v de HNO3 foi usada no preparo das soluções analíticas. O tratamento das plataformas com modificadores (500 µg) foi conduzido através de 10 injeções sucessivas de 50 L da solução estoque de cada um dos reagentes usados como modificador. As amostras de soro foram preparadas por diluição 1:5 com solução de HNO3 1% e triton X-100 0,1%. Inicialmente foram feitos testes para escolha de dois modificadores pela maior sensibilidade de uma amostra de soro fortificada com 5 g L-1 de Cr. Em seguida foi feito um planejamento fatorial 23 para triagem das variáveis seguido de uma metodologia de análise de superfície de resposta por CCD. Statistica 6.0 foi utilizado no tratamento dos dados. O efeito da matriz foi verificado pela comparação entre a inclinação de curvas de calibração em água e por ajuste de matriz (n=3). Foram feitos estudos de recuperação e de precisão intra (n=7) e inter-ensaios (3 dias) em 3 níveis de concentração. As equações LD=3S/A e LQ=10S/A foram utilizadas para calcular os limites de detecção e quantificação, sendo S o desvio padrão de 10 leituras independentes do branco e A a inclinação da curva.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADOS E DISCUSSÃO: Inicialmente, utilizando o programa de forno recomendado pelo fabricante, foram testados tubos de grafite com plataformas integradas tratadas com os modificadores. Os melhores resultados foram obtidos para Ru e W. Um planejamento fatorial 23 mostrou através do gráfico de Pareto, que todas as variáveis apresentaram efeito significante na resposta (absorvância integrada) a 95% de nível de confiança e os melhores resultados foram: TP=1600 oC; TA=2500 oC e MP=W. Um planejamento CCD foi usado na determinação dos valores ótimos para TP e TA utilizando o tubo com plataforma tratada com W. A Figura 1 mostra a superfície de resposta obtida através desse planejamento. Os valores ótimos encontrados através desse planejamento foram: TP=1520 oC; TA=2620 oC. As curvas de calibração em água e por ajuste de matriz apresentaram resposta linear às concentrações de Cr compreendidas na faixa de 0 a 12 µg L-1. A análise estatística (testes F e t de Student) das inclinações das curvas mostrou que não há diferença significativa entre as mesmas para o intervalo de confiança de 95%. Assim, todos os estudos posteriores foram feitos utilizando-se calibração em água. A Tabela 1 apresenta as figuras de mérito do presente estudo. Os valores de recuperação e precisão mostrados na tabela representam uma média encontrada para 3 níveis de concentração: 3, 7 e 11 µg L-1. Determinação direta de Cr em soro e urina por GF AAS foi realizada obtendo-se um LD de 0,8 µg L-1 (TODOROVSKA et al., 2007). Em outro trabalho, Barbosa et al. (2004) determinaram Cr em urina, utilizando W como modificador permanente, conseguindo valores de 3,1 pg para massa característica e 0,10 µg L-1 para LD. Os níveis de Cr encontrado nos soros de 60 voluntários abrangem uma faixa de 1,4 a 41,8 µg L-1.
CONCLUSÕES: CONCLUSÃO: Cr pode ser determinado diretamente, sem necessidade de digestão prévia das amostras, empregando-se a técnica de GF AAS, com tubo de grafite com plataforma integrada tratada com W (500 g) como modificador permanente. As amostras devem ser diluídas 1:5 com HNO3 1% v/v e triton X-100 0,1% v/v. As temperaturas ótimas para a pirólise e atomização são respectivamente de 1520 e 2620 C. O efeito da matriz não foi significativo, possibilitando o uso de calibração aquosa. A exatidão, investigada em estudos de recuperação, e a precisão foram adequadas.
AGRADECIMENTOS: AGRADECIMENTOS: Ao CNPq, CAPES e FAPEMIG pelo apoio financeiro, e ao Prof. Dr. Alfredo Goes pela parceria e concessão de amostras de soro.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
ANDERSON, R. A.; Nutritional role of chromium. Sci Total Environ., v. 17, p. 13, 1981.
ATSDR (Agency for Toxic Substances and Disease Registry), Toxicological profile for chromium and compounds. 2000.
BARBOSA Jr., F.; SOUZA, S. S.; SANTOS Jr., D.; KRUG, F. J.; Evaluation of electrodeposited of chromium in urine by ETAAS. Microchemical Journal, v. 78, p. 7, 2004.
FERREIRA, A . D. Q. Impacto do crômio nos sistemas biológicos. Quím. Nova, v. 25, p. 572, 2002.
MOREIRA, R. C. A .; BOAVENTURA, G. R. Referência geoquímica regional para a interpretação das concentrações de elementos químicos nos sedimentos da Bacia do Lagoa Paranoá –DF. Quím. Nova, v. 26, p. 812, 2003.
NETO, B. B.; SCARMINIO, E. S.; BRUNS, R. E. Como fazer experimentos: pesquisa e desenvolvimento na ciência e na indústria. 3 Ed, Editora da Unicamp, Campinas, 2003.
TODOROVSKA, N.; KARADJOVA, I.; ARPADJAN, S.; STAFILOV, T.; On chromium direct ETAAS determination in serum and urine. Central European Journal of Chemistry, v. 5, p. 230, 2007.
