2. TEORI
2.5. Bruk av havre
A espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP OES) foi usada como método de referência para a determinação dos elementos de interesse após decomposição ácida das amostras assistida por radiação micro-ondas. Este procedimento é bem consolidado e amplamente utilizado para a determinação de macro- e micronutrientes em material foliar.1, 86, 114
2.3.1 Digestão ácida assistida por radiação micro-ondas
As decomposições das amostras de tecido vegetal assistidas por radiação micro-ondas foram feitas em triplicata, transferindo-se 250 mg do material seco e moído para os frascos de digestão de PTFE (TFM®) e adicionando-se 6,0 mL de 20 % v/v HNO3 e 1,0 mL de 30 % m/m H2O2 em cada frasco.114 Os frascos de TFM foram acondicionados individualmente em cilindros de proteção de PEEK (polyether ether ketone), fechados e fixados em rotor apropriado para 10 amostras. O rotor foi devidamente instalado na cavidade do forno de micro-ondas e um programa para digestão das amostras foi utilizado (Tabela 2.3). Após o resfriamento, a solução da amostra digerida foi transferida para tubos tipo Falcon de polietileno de 25,0 mL e o volume completado com água.
Tabela 2.3 – Programa de aquecimento para decomposição de amostras de tecido vegetal assistida por radiação micro-ondas.
Etapa Tempo (min) Temperatura (ºC) Potência (W)
1 5 160 1000
2 2 - 0
3 5a 230 1000
4 15 230 1000
5 30 25 0
NOTA: a Rampa de aquecimento; como medida de segurança, para evitar aumentos abruptos de pressão, a máxima
temperatura externa dos cilindros de proteção foi programada para 90 ºC.
2.3.2 Determinação dos elementos por ICP OES
As determinações de macro- e micronutrientes nas amostras digeridas foram feitas por ICP OES com vista radial e nebulizador de fluxo cruzado em condições robustas de análise. 115, 116 Os digeridos das frações peneiradas de amostras de boldo foram analisados no espectrômetro de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente Optima 3000 DV (Perkin Elmer, Alemanha), com vista radial e axial, enquanto que os das demais amostras no equipamento Vista RL (Varian, Austrália) com vista radial. A Tabela 2.4 apresenta os parâmetros operacionais utilizados nos 2 equipamentos. Os CRMs NIST 1515, NIST 1547, NIST 1570a, NIST 1573a e NIST 1575a foram usados para o controle de qualidade.
Tabela 2.4 – Parâmetros operacionais utilizados nos espectrômetros de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente Perkin Elmer Optima 3000 DV e Varian Vista RL.
Parâmetros operacionais Valores
Optima 3000 DV Vista RL
Potência da radiofrequência (kW) 1,4 1,3
Vazão do gás do plasma (L min-1) 15 15
Vazão do gás auxiliar (L min-1) 0,5 1,5
Vazão do gás de nebulização (L min-1) 0,7 0,6
Vazão da amostra (mL min-1) 1,0 1,0
Altura de observação (mm) 15 8 Número de replicatas 3 3 Linhas de emissão (nm) Ca II 317,933, Mg I 285,212, K I 769,897, P I 214,914, B I 208.957, Cu I 327,396, Fe II 259,939, Mn II 294,920, Zn I 213,855, Al I 237,312, e Na I 588,995.
2.3.3 Espectrometria de fluorescência de raios-X por energia dispersiva (EDXRF)
2.3.3.1 EDXRF de bancada
Para avaliar se o peneiramento das amostras descritas na Tabela 2.1 em peneira com abertura de 75 µm provocou mudanças na composição química como, por exemplo, um aumento na concentração de micronutrientes na fração contendo partículas menores,108, 117 as pastilhas preparadas com as amostras peneiradas e não-peneiradas foram analisadas por EDXRF. Cabe informar que a inerente característica não-destrutiva deste método permitiu que as mesmas pastilhas fossem, posteriormente, analisadas por LIBS.
Utilizou-se um espectrômetro de fluorescência de raios-X por energia dispersiva (Shimadzu EDX-720, Japão) equipado com tubo de raios X de Rh de 50 W e um detector de Si(Li) refrigerado com N2 líquido. As amostras, na forma de pastilhas, foram acondicionadas sobre membrana Mylar® 3517 (6 µm de espessura, Spex, EUA) fixada em suporte de polietileno (31 mm de diâmetro) compatível com o autoamostrador do equipamento. As pastilhas foram analisadas em triplicata utilizando-se os parâmetros operacionais descritos na Tabela 2.5.112
Tabela 2.5 – Parâmetros operacionais utilizados nas determinações por EDXRF.
Parâmetro Condição
Voltagem aplicada no tubo (kV) 50
Corrente elétrica aplicada no tubo (µA) 73
Atmosfera de irradiação Vácuo (30 Pa)
Diâmetro do feixe de irradiação (mm) 5
Tempo de contagem (s) 300
Região espectral analisada (keV) 1 – 40
Raios-X característicos (keV) Si Kα 1,74, P Kα 2,01, S Kα 2,31, K Kα 3,31, Ca Kα
3,69, Mn Kα 5,90, Fe Kα 6,40,
Cu Kα 8,05 e Zn Kα 8,64.
Posteriormente, aplicou-se o teste t-Student, bicaudal, ao nível de 95 % de confiança, para comparar as intensidades de emissão de raios-X característicos dos elementos nas frações
peneiradas e nas amostras laboratoriais correspondentes. Nos casos em que foram observadas diferenças significativas entre as intensidades dos raios-X característicos de pastilhas preparadas com amostras peneiradas e não peneiradas, aplicou-se um fator de correção, proporcional à razão entre as intensidades de emissão, no valor de fração de massa correspondente.
2.3.3.2 µ-EDXRF
Realizou-se o mapeamento microquímico de potássio nas pastilhas preparadas com as diferentes frações de tamanho das partículas por µ -EDXRF. Este elemento foi escolhido por apresentar limite de quantificação apropriado por µ -EDXRF, de cerca de 0,9 g kg-1 K.118 Isso permitiu a determinação deste elemento, de maneira adequada, nos 400 pontos de amostragem, mesmo nas frações mais heterogêneas. Cabe informar que os limites de quantificação relativamente altos para Fe, Mn, Cu e Zn 118 impediram a construção de mapas microquímicos para estes micronutrientes.
Utilizou-se o equipamento µEDX-1300 (Shimadzu, Japão) equipado com tubo de raios- X de Rh e detector semicondutor de Si(Li). Para a construção dos mapas microquímicos, selecionou-se, de maneira aleatória, uma área de 1,0 mm2 na superfície de cada pastilha. Essa área contém 400 pontos de amostragem, com 50 µm de diâmetro cada, espaçados 50 µm entre si. Os parâmetros operacionais utilizados no equipamento foram: diferença de potencial e corrente aplicadas no tubo: 15 kV e 100 µA; tempo de integração dos sinais: 10 s por ponto de amostragem (com tempo morto de 25 %).118
A fração de massa de potássio foi estimada de maneira semiquantitativa dividindo-se o teor de K da amostra laboratorial pela intensidade média do raio-X característico K Kα 3,31 keV dos 400 pontos de amostragem (1,0 mm2). O fator resultante foi empregado para converter as unidades de intensidade (cps µA-1) em fração de massa (g kg-1).