Estudo de modificadores químicos para a determinação simultânea de Cr e Fe em amostras de suplementos alimentares usando análise direta de sólidos e espectrometria de absorção atômica de alta resolução com fonte contínua e forno de grafite

Abstract

Nesse trabalho, a espectrometria de absorção atômica de alta resolução com fonte contínua e forno de grafite (HR-CS GF AAS) com análise direta de sólidos foi empregada para a determinação simultânea de Cr e Fe em suplementos alimentares, amostras que apresentam matrizes complexas. Para as investigações, foram usadas a linha principal do Cr a 357,869 nm e a linha secundária do Fe a 358,120 nm. Durante o desenvolvimento do método, foram observados efeitos de matriz em algumas amostras, que não puderam ser contornados com otimizações no programa de temperatura. Assim, foi realizado um estudo de modificadores químicos (Pd, Mg e NH4H2PO4). Entretanto, eles não foram eficientes para contornar os problemas. Em seguida, foram testados os ácidos inorgânicos (HCl, HNO3 e H2SO4) como modificadores, os quais resultaram em sinais analíticos simétricos e reprodutíveis para Cr e Fe. Após um estudo mais criterioso, H2SO4 1% (20 μL) foi escolhido como modificador químico por apresentar melhor desempenho. Devido à ampla faixa de concentração dos analitos nas amostras, foi explorada a possibilidade de uso de diferentes pixels para a avaliação do sinal analítico desses elementos, uma característica única da HR-CS GF AAS, bem como a presença ou ausência de fluxo de Ar na etapa de atomização. Assim, duas condições experimentais foram estabelecidas a fim de se obter maior flexibilidade nos parâmetros de mérito. As temperaturas de pirólise e atomização foram otimizadas para 1200 e 2600 °C, respectivamente. Para calibração, foram utilizadas soluções padrão aquosas. Após o estabelecimento dos parâmetros de mérito para as duas condições experimentais adotadas, foram avaliadas dez amostras de suplementos alimentares (4 fórmulas infantis e 6 multivitamínicos). Os LODs e LOQs encontrados foram, respectivamente, 7,4 μg kg-1 e 25 μg kg-1, para Cr, e 2,1 mg kg-1 e 7,0 mg kg-1, para Fe, na condição 1; e 4,8 μg kg-1 e 16 μg kg-1, para Cr, e 0,65 mg kg-1 e 2,2 mg kg-1 para Fe, na condição 2. Os resultados obtidos para o CRM apresentaram-se de acordo com os valores certificados. As concentrações de Cr e Fe nas amostras variaram de 0,017 a 15,5 mg kg-1 e 34 a 38193 mg kg-1, respectivamente. Finalmente, foi feita uma comparação com os valores dos rótulos das embalagens de suplementos alimentares e com os limites diários, por idade, estabelecidos pela ANVISA.

In this work, high-resolution continuum source graphite furnace atomic absorption spectrometry (HR-CS GF AAS) with direct analysis of solids was used for the simultaneous determination of Cr and Fe in dietary supplements, samples that present complex matrices. The primary Cr resonance line at 357.869 nm and a secondary Fe line at 358.120 nm, were used in the investigation. During the method development, matrix effects were observed in some samples, which could not be solved with optimizations in the temperature program. Thus, a study of chemical modifiers (Pd, Mg and NH4H2PO4) was carried out. However, they were not efficient to overcome the matrix effects. Then, inorganic acids (HCl, HNO3 and H2SO4) were tested as chemical modifiers which resulted in symmetrical and reproducible analytical signals for Cr and Fe. After a more careful study, H2SO4 1% (20 μL) was chosen as the best chemical modifier because of its performance. Due to the wide range of analyte concentration in the samples, the possibility of using different pixels for the evaluation of the analytical signal of these elements was explored, a unique feature of HR-CS GF AAS, as well as the presence or absence of Ar flow in the atomization step. Thus, two experimental conditions were established to obtain better flexibility in the figures of merit. The pyrolysis and atomization temperatures were optimized to 1200 and 2600 °C, respectively. The calibration was carried out with aqueous standard solutions. After establishing the figures of merit for both experimental conditions adopted, ten samples of dietary supplements (4 infant formulas and 6 multivitamins) were evaluated. The LODs and LOQs found were, respectively, 7.4 μg kg-1 and 25 μg kg-1, for Cr, and 2.1 mg kg-1 and 7.0 mg kg-1, for Fe, for condition 1; and 4.8 μg kg-1 and 16 μg kg-1, for Cr, and 0.65 mg kg-1 and 2.2 mg kg-1 for Fe, for condition 2. The results obtained for the CRM were in agreement with the certified values. The concentrations of Cr and Fe found ranged from 0.017 to 15.5 mg kg-1 and 34 to 38193 mg kg-1, respectively. Finally, a comparison was made against the values of the labels on the packaging of dietary supplements and with the daily limits by age according to ANVISA.