Análisis por dilución estándar automatizado (SDA) para la determinación de Li, Cr y Ni utilizando espectrometría de absorción atómica de llama de fuente continua de alta resolución (HR-CS-FAAS)

Abstract

El análisis por dilución estándar (SDA) es un método de calibración no convencional descrito como estrategia para corregir problemas suscitados en la exactitud y precisión de los métodos, derivados de interferencias químicas (efecto de matriz) y físicas, como fluctuaciones en la deriva de la señal y otros problemas de repetibilidad entre mediciones sucesivas. Su versatilidad ha permitido mejorar análisis de rutina relevantes dentro del campo médico, de alimentos, entre otros. SDA combina dos métodos de calibración convencionales: la adición estándar y el uso de estándar interno (IS), que junto con la posibilidad del monitoreo simultáneo de varias longitudes de onda han permitido minimizar el número de etapas del método analítico sin tratamiento de la muestra, con tan solo dos soluciones para llevar a cabo la determinación. Así, las señales analíticas de IS y analito pueden ser registradas de manera simultánea (sim-SDA) o de forma secuencial (seq-SDA), en caso de existir limitaciones instrumentales, durante todo el proceso de dilución a través de un montaje muy simple con un procedimiento automatizado haciendo uso de una bomba de infusión de jeringa. Gracias a sus prestaciones en el monitoreo simultaneo de varias líneas de absorción, en esta investigación se desarrolló un método analítico simple, rápido y multielemental basado en el uso de la técnica de HR-CS FAAS acoplada al enfoque sim-SDA o seq-SDA para la determinación de Li, Cr y Ni en matrices biológicas y artificiales sin ningún pretratamiento de la muestra. Además, el uso de Co y Mn como estándares internos permitieron determinar concentraciones a nivel de trazas (mg·L-1) de los elementos metálicos Li, Cr y Ni con alta precisión y exactitud. Se evaluaron diferentes efectos y se obtuvieron las condiciones óptimas instrumentales para cada analito. El modo sim-SDA presentó ventajas adicionales como el uso de volúmenes de muestra más pequeños y la medición simultánea de analito y IS, lo que generó una corrección satisfactoria de los efectos físicos y de matriz.

Standard Dilution Analysis (SDA) is a no-conventional calibration method described as a strategy to correct problems in method accuracy due to chemical (matrix effect) and physical interferences, such as fluctuations in signal drift and other repeatability problems between successive measurements. Its versatility allows to improve the relevant routine analysis within the medical field, food, among others. SDA combines conventional calibration methods such as standard addition and internal standard (IS). Also, the possibility of simultaneous monitoring of a wavelength range has made it possible to minimize the number of stages without sample preparation, since only two are necessary. Solutions where the amount of sample is kept constant during dilution. Thus, the analytical signals of IS and analyte can be recorded simultaneously (sim-SDA) or, due to instrumental limitations, sequentially (seq-SDA) throughout the dilution process through a remarkably simple set-up with an automated procedure assisted by a syringe infusion pump. In this research, a simple, fast, and multi-element analytical method based on HR CS FAAS coupled to the sim-SDA or seq-SDA approach were developed for the determination of Li, Cr and Ni in biological and artificial matrices without any sample pretreatment. In addition, use of Co and Mn as internal standards allowed to determine trace level concentrations (mg·L-1 ) of Li, Cr and Ni with high precision and accuracy. Different effects were evaluated, and optimal conditions were acquired for each analysis. The sim-SDA mode presented additional advantages such as the use of smaller sample volumes and the simultaneous measurement of analyte and IS, which resulted in a satisfactory correction of physical and chemical effects.