PRECONCENRACIÓN MEDIANTE EXTRACCIÓN POR PUNTO NUBE (CPE) DE ULTRAVESTIGIOS DE Cd EN MUESTRAS BIÓLOGICAS DIGERIDAS EN HORNO DE MICROONDAS Y DETERMINACIÓN POR ETAAS

PEDRO R. ARANDA,; RAÚL A. GIL; SUSANA MOYANO,; IRMA E. DE VITO,; LUIS D. MARTÍNEZ.

Tucumán, Argentina

Congreso; XVII CONGRESO ARGENTINO DE QUÍMICA; 2008

Asociación Argentina de Química

IntroducciónEl cadmio es considerado uno de los elementos más tóxicos, acumulándose enhumanos principalmente en los riñones y en el hígado, por lo que es calificado comoun elemento teratogénico y agente carcinogénico. Una ingesta prolongada de cadmioproduce la desregulación de calcio en los sistemas biológicos, lo cual induce a que seproduzca lesión y muerte de la célula. Inhibe, también la acción de enzimas de cincpor sustitución del mismo. El Cd entra en el organismo primordialmente por losalimentos (comida, agua potable) y/o el tracto respiratorio (aire). El 50 % de Cdinspirado, por ejemplo, es absorbido y la mayor parte del mismo es concentrado en elhígado y los riñones.La determinación de vestigios y ultra vestigios de Cd en muestras medioambientales ybiológicas ha sido de interés creciente. Entre las técnicas analíticas para ladeterminación Cd, el ETAAS es una de las más adecuadas para determinar esteelemento en gran variedad de matrices. Sin embargo, la determinación de elementosen el orden de vestigios en muestras biológicas, es en particular difícil por lacomplejidad de la matriz y la concentración usualmente baja que estos elementospresentan en tales muestras, por lo que se hacen indispensable no solo técnicasinstrumentales de alta sensibilidad, sino un paso previo de preconcentración para ladeterminación de los mismos.El procedimiento de Extracción por Punto Nube (CPE) para la extracción de metales,quelatos metálicos, biomoléculas, constituye un método limpio y muy usado paramuestras ambientales. No obstante, el acoplar CPE con diferentes técnicasinstrumentales no es un reto fácil ya que el efecto de los parámetros experimentalesdebe ser exhaustivamente estudiado y optimizado. La combinación óptima de lasvariables experimentales conduce a la obtención de un porcentaje superior deextracción, máxima estabilidad, un tiempo inferior de equilibrio y una fácil separaciónde fase.El uso de sistemas micelares como una alternativa frente a otras técnicas deseparación ofrece varias ventajas: bajo costo, seguridad y, fundamentalmente lacapacidad para concentrar una gran variedad de analitos distribuido ampliamente ennaturaleza, con altas recuperaciones y elevados factores de concentración.La extracción por Punto Nube CPE combinada con Espectrometría de AbsorciónAtómica con Horno de grafito (ETAAS) ha sido una técnica analítica poderosa para lapreconcentración y determinación Cd. Esta alternativa resulta eficiente, en particular,porque la matriz orgánica del surfactante y las sustancias orgánicas residualesprovenientes de la digestión de muestras biológicas, pueden ser eliminadas al menosen parte durante el incremento gradual de la temperatura antes de que se produzca laatomización del analito.MetodologíaObjetivosEl objetivo del presente trabajo fue desarrollar un método de determinación paravestigios de Cd. De este modo, se propone una metodología de extracción medianteCPE acoplada con ETAAS para realizar la determinación de cadmio en muestrasbiológicas con mínimos requisitos en cuanto a reactivos y consumo de muestra.InstrumentosLas mediciones de cadmio fueron llevadas a cabo empleando la técnica de absorciónatómica con horno de grafito. Para ello se empleó un espectrómetro de absorciónatómica Shimadzu (Tokio, Japón) con corrector de fondo por radiación continua,modelo AA-6800, equipado con un atomizador electrotérmico de horno de grafitomarca Shimadzu, modelo GFA-650. La inyección de la muestra se realizó en todos loscasos por medio de un muestreador automático ASC-6100. Las lámparas empleadasen todos los casos fueron lámparas de cátodo hueco marca Hamamatsu PhotonicsK.K. (Tokio, Japón). Se emplearon celdas de grafito de alta densidad, pirolíticos o deplataforma L’vov marca Shimadzu.La digestión de las muestras fue realizada con un horno de microondas doméstico(Philco, Ushuaia, Argentina) funcionando en un máximo de potencia de 700 W,equipada con un magnetron de 2450 MHz y colocadas en un reactor depolytetrafluoroethyleno (PTFE) de 100 mL de volumen interno y un espesor de paredde 1cm.Tratamiento de muestraRecolección y pre-tratamiento de las muestras de orinaLas muestras de orina fueron recolectadas en la mañana de pacientes voluntarios ydigeridas inmediatamente con el siguiente tratamiento: 8 mL de orina fueron colocadosen un reactor de PTFE de 100 mL, se adicionaron 2 mL de ácido nítrico concentrado y2 mL de agua oxigenada. Luego las muestras fueron colocadas para su digestión enun horno de microondas y se aplicó un programa de potencia-tiempo.ProcedimientoLa preconcentración de Cd se realizó mediante CPE, después de la formación de uncomplejo del metal con 2 (5-bromo-2-pyridylazo)-5-(diethylamino)-fenol (5-Br-PADAP),usando polyethylenglicol-mono-p-nonyphenyleter (PONPE 7.5) como surfactante. Elanálisis de Cd se efectuó posteriormente por espectrometría de absorción atómica conhorno de grafito (ETAAS)ResultadosPrograma de temperatura del horno de grafitoSe efectuó la optimización del programa de temperatura para la determinación de Cden horno de grafito, haciendo uso de diferentes modificadores, la mejor estabilizacióntermal se alcanzó con una mezcla de Pd- Mg.El estudio de las variables de sistema CPE.Se estudió el efecto de pH en la formación del complejo de Cd-5-Br-PADAP, sedeterminó una máxima extracción para valores de pH entre 7,5–9,5.Fue observada una extracción cuantitativa de Cd para una concentración de agentesurfactante superior a 0.07 % (v).La relación óptima reactivo-metal fue estudiada para establecer la concentración de 5-Br-PADAP necesaria para lograr las mejores recuperaciones de Cd, un exceso dereactivo fue adicionando para evitar interferencias de iones ajenos de la matrizmuestra.ValidaciónCon el objeto de corroborar la exactitud del método propuesto se realizó ladeterminación de Cd en un material de referencia estándar, con un contenido en Cd de1.97 ± 0.11 μ g L. Utilizando el método propuesto, el contenido de cadmio determinadoen este CRM fue 1.90 ± 0.09 μ g LLos estudios de recuperación fueron efectuados para validar los resultados obtenidosen cada muestra, sobre una alícuota de muestra de orina, a la cual se le agregaronconcentraciones conocidas de cadmio, finalmente, el porcentaje de recuperación, secalculó utilizando la siguiente ecuación:% recuperación = [(encontrado – base) / agregado] x 100En todos los casos, los resultados obtenidos se encuentran entre el 95 y el 97 %.ConclusionesSe propone en este trabajo el uso de sistemas micelares, como una alternativa a otrastécnicas de separación, la cual ofrece varias ventajas incluyendo bajo costo,seguridad y alta eficiencia en la extracción.El método aquí desarrollado para la determinación Cd une las ventajas del CPE conlas ventajas obvias de cualquier método ETAAS, o sea empleo mínimo de reactivo,viabilidad, sensibilidad y bajo costo.Adicionalmente, la digestión en microondas lo hace un método versátil, siendoadecuado para estudios medioambientales y biológicos.AGRADECIMIENTOSEste trabajo ha sido financiado por el Consejo Nacional de Investigaciones Científicasy Técnicas (CONICET); Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica(FONCyT) (PICT-BID) y la Universidad Nacional de San Luis (Argentina).Bibliografía[1] R. Eisler, Handboock of Chemical Risk Assessment: Health Hazards to Humans,Plants and Animals, Lewis Publishers, New York, NY, USA, (2000), vol 1. H. G.Seiler,A.Sigel, H.Sigel (Eds.), Handbook on Toxicity of Inorganic Compounds, Marcel Dekker,New York, 1998, p.283.M.[2] R. Fernandez Orsi, R. Wuilloud, J. Wuilloud, R. Olsina, L. Martinez, J. AOAC Int. 85(2002) 1410.[3] M.G.R. Vale, M.M. Silva, B. Welz, E.C. Lima, Spectrochim. Acta Part B 56 (2001)1859.[4] M. Zemberyová, J. Barteková, M. Závadská, M. Sisolákova, Talanta 71 (2007)1661.[5] T.G. Kazi., A.R. Memon, H.I. Afridi, M.K. Jamali, M.B. Arain, N. Jalbani, R.A.Sarfraz, Sci. Total Environ. 389 (2008) 270.[6] J. González-Nieto, J.F. López-Sánchez, R. Rubio, Talanta 69 (2006) 1118.[7] S. Kunnath Subramanian, Spectrochim. Acta B 51 (1996) 291.[8] Irma E. De Vito, Roberto A. Olsina, Julio Raba, Adriana N. Masi, Anal. Chim. Acta501 (2004) 11.[9] M.F. Silva, S. Cerutti, L.D. Martinez, Microchim. Acta 155 (2006) 349.[10] F. Shemirani, N. Shokoufi, Anal. Chim. Acta 577 (2006) 238.