Especiação química de arsênio em samambaia utilizando espectrometria de massas com ionização ambiente
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Evandro Piccin
Leticia Malta Costa
Boniek Gontijo Vaz
Marco Aurelio Zezzi Arruda
Leticia Malta Costa
Boniek Gontijo Vaz
Marco Aurelio Zezzi Arruda
Resumo
As diferentes formas químicas dos compostos de arsênio, incluindo espécies orgânicas e inorgânicas, apresentam diferentes toxicidades e impactos ambientais. A espectrometria de massas com ionização ambiente, como por exemplo DESI-MS (desorption electrospray ionization mass spectrometry), DESI-MSI (desorption electrospray ionization mass spectrometry imaging) e PS-MS (paper spray mass spectrometry), são excelentes técnicas para análise in situ, sob pressão atmosférica, à temperatura ambiente e necessita de mínimo preparo de amostra. Com o objetivo de expandir suas aplicações, essas técnicas foram aplicadas para a rápida detecção de compostos inorgânicos (arsenato - As(V) e arsenito - As(III)) e orgânicos (ácido dimetilarsínico - DMA) e dissodio metilarsenato hexahidratado - MMA) de arsênio em folhas de samambaia. As condições operacionais do DESI-MS foram otimizadas com solução padrão de DMA depositada sobre uma superfície de papel para melhorar a eficiência de ionização. Após otimização, DESI-MS foi aplicado para a análise de folhas de samambaia contaminadas artificialmente com As. As análises no DESI-MSI foram realizadas pelo método indireto onde foi feita a impressão da folha de samambaia em filtro de PTFE e posteriormente feita a varredura de íons em sua superfície. Para o PS-MS, um extrato da folha de samambaia em metanol foi depositado em papel triangular e em seguida analisado. Os espectros de massas para todas as espécies de As foram adquiridos no modo positivo e no modo negativo e pôde-se confirmar a presença do As (V), pelos íons de m/z 140,92, 142,93 e 160,94; do As (III), pelos íons de m/z 106,91, 124,92, 126,94 e 144,95; DMA, pelos íons de m/z 138,97 e 156,98; e MMA, pelos íons de m/z 138,93, 140,95 e 158,96. Para o DESI-MS e PS-MS, espectros MS/MS confirmaram a identidade de cada composto de As pelo perfil de fragmentação característico. Para o DESI-MSI a confirmação foi feita pelo erro estimado de massas para cada íon analisado. As quantificações das espécies de As por LC-ICP-MS confirmaram os resultados obtidos pelas três técnicas. Desse modo, foi possível demonstrar a aplicabilidade do DESI-MS, DESI-MSI e PS-MS como métodos rápidos, simples, eficientes e com pouco preparo da amostra na detecção de compostos de As em matrizes complexas.
Abstract
The various chemical forms of arsenic compounds, including organic and inorganic species, exhibit different toxicities and environmental impacts. Ambient ionization mass spectrometry, such as DESI-MS (desorption electrospray ionization mass spectrometry), DESI-MSI (desorption electrospray ionization mass spectrometry imaging) and PS-MS (paper spray mass spectrometry), are excellent techniques for in situ analysis, under atmospheric pressure, at room temperature and low sample-consumption analysis to be performed with minimal sample pretreatment. These three techniques were applied for the rapid detection of inorganic compounds (arsenate - As (V) and arsenite - As (III)) and organic compounds (dimethylarsinic acid - DMA and disodium hexahydrate metilarsenate - MMA) of arsenic in fern leaves, aiming to expand applications for these techniques. Operating conditions of DESI-MS were optimized with DMA standard solution deposited on a paper surface to improve ionization efficiency. DESI-MS was applied to the fern leaves analysis artificially contaminated with As. Analyses in DESI-MSI were performed by the indirect method where the impression of fern leaf on a PTFE filter surface was made and the ions analyzed in the full scan mode. For PS-MS, fern leaf extract in methanol was placed in a triangular paper and analyzed. Mass spectra for all species of As were acquired in positive and negative ion mode and can confirm the presence of As (V) by ions of m/z 140,92, 142,93 e 160,94; As (III), by ions of m/z 106,91, 124,92, 126,94 e 144,95; DMA, by ions of m/z 138,97 e 156,98; and MMA, by ions of m/z 138,93, 140,95 e 158,96. For DESI-MS and PS-MS, MS/MS spectra were confirmed the identity of each As compound by the characteristic fragmentation profile. For the DESI-MSI, the confirmation was made by the mass error for each analyzed ion. The quantification of the As compounds by LC-ICP-MS confirmed the results obtined by three tecniques. Thus, it is possible demonstrate the applicability of the DESI-MS, DESI-MSI e PSMS as rapid, simple, efficient and with little sample preparation for detecting arsenic compounds in complex matrices.
Assunto
Química analítica, Arsênio Especiação química, Espectrometria de massa, Samambaia
Palavras-chave
Especiação de arsênio, Espectrometria de massas, Samambaias