De åpne spørsmålene

Em espectrofotometria atómica com atomização em chama a amostra é introduzida no sistema de atomização do equipamento por aspiração através de um tubo capilar de reduzidas dimensões, denominado nebulizador. O caudal de aspiração resulta da redução de pressão que se estabelece na extremidade do capilar posicionada no interior da câmara de nebulização, devido à entrada do gás comburente (ar comprimido) sobre pressão (efeito de Venturi). Assim, o recurso a instrumentação

deste tipo como unidade de detecção em sistemas de fluxo dispensa a utilização de dispositivos propulsores. No entanto, há trabalhos que referem que a utilização de um dispositivo capaz de “empurrar” as soluções para o nebulizador (i.e., um dispositivo de propulsão) resulta num aumento da precisão (Tyson, 1985). Segundo os autores, tal será devido quer à minimização do efeito provocado pelas características físicas da matriz, quer ao menor risco de gaseificação das soluções por entrada de ar através dos pontos de união da tubagem.

A aplicação pretendida para o sistema de fluxo desenvolvido – determinação de Rb em amostras de líquido extraceluar e lisados celulares, no contexto do chamado “ensaio de efluxo de Rb+” – impunha limitações à escolha do tipo de dispositivo responsável pela propulsão da amostra, dado que o volume de amostra disponível é geralmente baixo – tipicamente 100 µL (Terstappen, 1999). Adicionalmente, e uma vez que a amostragem e a reamostragem eram efectuadas numa base de tempo, o dispositivo seleccionado teria ainda de garantir um caudal constante, de modo a assegurar a precisão do sinal analítico.

Na altura em que o trabalho foi desenvolvido estava já bem documentada a utilização de diversos dispositivos de introdução e propulsão de soluções em sistemas de fluxo acoplados a espectrofotómetros com atomização em chama, sendo os mais comuns as bombas peristálticas e as bombas de pistão. Alguns autores estudaram o desempenho destes dispositivos quando incorporados num sistema de fluxo destinado a efectuar diluições em linha e acoplado a um espectrofotómetro com atomização em chama (Fang et al., 1992). Os autores concluíram que, nas mesmas condições experimentais, os resultados obtidos apresentavam precisão semelhante quando se utilizavam bombas peristálticas ou bombas de pistão (CV = 2%). Contudo, as bombas peristálticas possuem limitações reconhecidas, relacionadas sobretudo com oscilações não controladas do fluxo gerado, muitas vezes erradamente designadas por fluxo pulsado (Francis et al., 2002; López-García et al., 1995; Prados-Rosales et

seu modo de operação (i.e., pelo sentido de rotação da cabeça rotativa da bomba peristáltica - aspiração ou propulsão das soluções) e pelo desgaste/perda de elasticidade dos tubos de impulsão, o que pode resultar na introdução de bolhas de ar no sistema e/ou no aparecimento de pulsos não controlados, sobretudo nos casos em que os períodos de aspiração/propulsão são curtos e/ou se pretendem caudais baixos, uma vez que a diminuição da velocidade de rotação da cabeça rotativa da bomba peristáltica é acompanhada por um aumento do efeito do ruído provocado pelos seus rolamentos. López-García et al. tentaram obviar a estes inconvenientes apresentados pelas bombas peristálticas, tendo sugerido um sistema de diluição automático em que, para a medida da absorvência, se utilizavam intervalos de tempo cujo valor era sempre um múltiplo do período de tempo entre cada pulso dos rolamentos da cabeça rotativa (López-García et al., 1998). O principal inconveniente desta proposta é que, ao utilizarem-se dois tubos de impulsão de diâmetros diferentes e baseando-se o cálculo da concentração na expressão A = K x C x ω x r2 (A = valor de absorvência; K = constante que depende da sensibilidade de cada analito; C = concentração; ω = velocidade de rotação da bomba peristáltica e r2 = diâmetro interno do tubo de impulsão), torna-se necessário saber o diâmetro interno real dos tubos de impulsão utilizados para se poder calcular a concentração da amostra (López-García et al., 1998).

Por seu lado, as bombas de pistão são dispositivos que permitem a construção de sistemas de fluxo simples, versáteis, robustos e de elevada precisão analítica mesmo quando se pretende trabalhar apenas com microvolumes de amostra (Prior et al., 2003) tendo, por isso, sido seleccionadas para este trabalho. Como se pode verificar na Figura 3.2, era utilizado apenas um dispositivo para aspirar a amostra e o tampão de ionização, resultando num sistema de configuração muito simples – “configuração linear”. As bombas de pistão são activadas por um motor “passo-a-passo” que efectua sempre um total de 2500 passos, e podem ser equipadas com seringas de capacidade variável. Assim, o volume debitado em cada passo varia de acordo com a

capacidade da seringa utilizada, sendo de 2 µL com seringas de 5 mL ou de 4 µL com seringas de 10 mL (Prior et al., 2003). O volume debitado em cada passo e o número total de passos definem o volume total de solução introduzido no sistema de fluxo. O volume debitado em cada passo e a frequência com que os passos se sucedem definem o caudal da solução (Prior et al., 2003). Mantendo constantes o comprimento do reactor R2 (70 cm) e o volume de amostra introduzido no sistema (30

µL) e variando a capacidade da seringa e a frequência dos passos, verificou-se que, para a mesma frequência de passo, os resultados eram mais precisos quando a bomba de pistão estava equipada com a seringa de 5 mL. Tal estaria provavelmente relacionado com o facto de esta seringa dispensar um volume por passo inferior, deste modo promovendo uma melhor mistura da amostra com o tampão de ionização e uma maior dispersão da mesma. Criava-se assim uma “zona de corte” com um gradiente de concentrações menos pronunciado, o que aumentava a precisão analítica.

Apesar da precisão conseguida na introdução de microvolumes de amostra com as bombas de pistão permitir a construção de sistemas de fluxo para efectuar diluições em linha dotados de elevada robustez e fiabilidade, o seu acoplamento a espectrofotómetros com atomização em chama é desaconselhado. De facto, estes dispositivos têm algumas limitações, de que se destaca: i) o baixo caudal-máximo que são capazes de produzir, levando a que o caudal das soluções no sistema de fluxo acabe por ser condicionado pelo efeito de aspiração do nebulizador e não pela operação da bomba de pistão nos casos em que o caudal da solução propulsionada pela bomba de pistão é inferior ao valor nominal do caudal de aspiração do nebulizador; ii) necessitarem de uma paragem periódica para reenchimento da seringa, o que tem influência na precisão dos resultados, entre outros (Fang et al., 1992). Estas evidências motivaram a inclusão no sistema de fluxo de um canal paralelo que permitisse compensar o efeito de aspiração exercido pelo nebulizador.

confluência colocada perto do nebulizador do espectrofotómetro que permita compensar a diferença entre o caudal da solução propulsionada e o valor nominal do caudal de aspiração do nebulizador (Tyson, 1991). O canal confluente pode funcionar de modo passivo, i.e., só há entrada de solução através dele quando o caudal da solução propulsionada é inferior ao caudal de aspiração do nebulizador, ou pode proporcionar a entrada da solução que faz a compensação dos caudais sobre pressão, se nele existir também um dispositivo propulsor como, por exemplo, uma bomba peristáltica. Segundo alguns autores, se esta confluência de caudais originar um caudal total pelo menos 1 mL min-1 superior ao caudal de aspiração do nebulizador obtém-se um aumento da sensibilidade e da precisão dos resultados, uma vez que o efeito de diluição provocado é compensado por um aumento da eficiência de nebulização (Brown e Ruzicka, 1984).

Numa configuração do sistema de fluxo inicialmente avaliada, o ponto de confluência X permitia simplesmente a livre aspiração de água ultrapura pelo nebulizador. No entanto, verificou-se que a precisão aumentava quando se colocava uma bomba peristáltica a propulsionar a água ultrapura.