Desenvolvimento de método de decomposição por via úmida assistida por radiação micro-ondas em cavidade de digestão pressurizada e determinação de metais e não-metais por técnicas com plasma para plantas medicinais
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Santa Maria
Brasil UFSM Programa de Pós-Graduação em Química Centro de Ciências Naturais e Exatas |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/36741 |
Resumo: | In the present work, a sample preparation method was developed based on wet decomposition assisted by microwave radiation in a pressurized digestion cavity (MAWD-PDC), employing high sample masses and diluted acids. The applicability of the method was demonstrated for medicinal plants, followed by the determination of As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Se, Sn, Sr, and V by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). For the development of the proposed method, the following parameters were evaluated: (i) irradiation program (temperature: 230 to 280 ºC and time: 20 to 50 min); (ii) sample mass: 0.5 to 2.5 g; (iii) concentration (7 and 8 mol L-1 ) and volume (6 to 15 mL) of HNO3. Solutions with a low carbon content of 1.00 ± 0.01% (357 ± 1 mg L-1 of C) and residual acidity of 21.6% were obtained using 2.0 g of sample and 15 mL of 8 mol L-1 HNO₃ under the following irradiation program: (i) 10 min ramp (200 ºC); (ii) 10 min hold (200 ºC); (iii) 10 min ramp (250 ºC); (iv) 20 min hold (250 ºC); (v) cooling to 70 ºC. Method validation was carried out by evaluating the parameters of selectivity, linearity, robustness, precision (intermediate and repeatability), accuracy, limits of detection (LODs), and limits of quantification (LOQs). Accuracy was assessed using the CRM CTA-OTL-1 Oriental Tobacco Leaves, where agreements of 94 to 104% with RSDs below 5% were obtained for all analytes determined. In addition, the results obtained with the proposed method were compared with two microwave-assisted decomposition methods: (i) using quartz vessels (HNO3 only) and (ii) using PTFE-TFM vessels (HF and HNO3). Finally, the proposed method was applied to the decomposition of eight plant samples, yielding agreements of 90 to 109%, with RSDs lower than 8%. The use of MAWD-PDC combined with ICP-OES and ICP-MS determinations presented advantages by enabling the use of high sample masses and diluted acidic solutions, resulting in low limits of quantification and thus allowing the determination of analytes at trace levels. |
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Desenvolvimento de método de decomposição por via úmida assistida por radiação micro-ondas em cavidade de digestão pressurizada e determinação de metais e não-metais por técnicas com plasma para plantas medicinaisDevelopment of a microwave-assisted wet digestion method using a pressurized digestion cavity for the determination of metals and non-metals in medicinal plants by plasma-based techniquesMAWD-PDCTécnicas espectrométricasPlantas medicinaisAnsiedadeMetais e não metaisSpectrometric techniquesMedicinal plantsAnxietyMetals and non-metalsCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAIn the present work, a sample preparation method was developed based on wet decomposition assisted by microwave radiation in a pressurized digestion cavity (MAWD-PDC), employing high sample masses and diluted acids. The applicability of the method was demonstrated for medicinal plants, followed by the determination of As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Se, Sn, Sr, and V by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). For the development of the proposed method, the following parameters were evaluated: (i) irradiation program (temperature: 230 to 280 ºC and time: 20 to 50 min); (ii) sample mass: 0.5 to 2.5 g; (iii) concentration (7 and 8 mol L-1 ) and volume (6 to 15 mL) of HNO3. Solutions with a low carbon content of 1.00 ± 0.01% (357 ± 1 mg L-1 of C) and residual acidity of 21.6% were obtained using 2.0 g of sample and 15 mL of 8 mol L-1 HNO₃ under the following irradiation program: (i) 10 min ramp (200 ºC); (ii) 10 min hold (200 ºC); (iii) 10 min ramp (250 ºC); (iv) 20 min hold (250 ºC); (v) cooling to 70 ºC. Method validation was carried out by evaluating the parameters of selectivity, linearity, robustness, precision (intermediate and repeatability), accuracy, limits of detection (LODs), and limits of quantification (LOQs). Accuracy was assessed using the CRM CTA-OTL-1 Oriental Tobacco Leaves, where agreements of 94 to 104% with RSDs below 5% were obtained for all analytes determined. In addition, the results obtained with the proposed method were compared with two microwave-assisted decomposition methods: (i) using quartz vessels (HNO3 only) and (ii) using PTFE-TFM vessels (HF and HNO3). Finally, the proposed method was applied to the decomposition of eight plant samples, yielding agreements of 90 to 109%, with RSDs lower than 8%. The use of MAWD-PDC combined with ICP-OES and ICP-MS determinations presented advantages by enabling the use of high sample masses and diluted acidic solutions, resulting in low limits of quantification and thus allowing the determination of analytes at trace levels.Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqNo presente trabalho foi desenvolvido um método de preparo de amostras baseado na decomposição por via úmida assistida por radiação micro-ondas em cavidade de digestão pressurizada (MAWD-PDC) com o uso de massas elevadas de amostra e ácidos diluídos. A aplicabilidade do método foi demostrada para plantas medicinais e posterior determinação de As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Se, Sn, Sr e V por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES) e espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). Para o desenvolvimento do método proposto foram avaliados os seguintes parâmetros: i) programa de irradiação (temperatura: 230 a 280ºC e tempo: 20 a 50 min); ii) massa de amostra: 0,5 a 2,5 g; iii) concentração (7 e 8 mol L-1 ) e volume (6 a 15 mL) de HNO3. Soluções com baixo teor de carbono 1,00 ± 0,01% (357 ± 1 mg L-1 de C) e acidez residual 21,6% foram obtidas utilizando 2,0 g de amostra e 15 mL de HNO3 8 mol L-1 com o seguinte programa de irradiação: (i) rampa de 10 min (200 ºC); (ii) permanência de 10 min (200 ºC); (iii) rampa de 10 min (250 ºC); (iv) permanência de 20 min (250 ºC); (v) resfriamento até 70 ºC. Foi feita a validação do método através da avaliação parâmetros de seletividade, linearidade, robustez, precisão (intermediária e repetibilidade), exatidão, limite de detecção (LODs) e limite de quantificação (LOQs). A avaliação da exatidão foi feita utilizando um CRM CTA-OTL-1 Oriental Tobacco Leaves onde obteve-se concordâncias de 94 a 104%, com RSDs inferiores a 5%, para todos os analitos determinados. Além disso, os resultados obtidos pelo método proposto foram comparados com dois métodos de decomposição assistida por radiação micro-ondas: i) utilizando frascos de quartzo (apenas HNO3) e ii) utilizando frascos de PTFE-TFM (HF e HNO3). Finalmente, o método proposto foi aplicado para a decomposição de oito amostras de plantas, obtendo concordâncias 90 a 109% e RSDs inferiores a 8%. A utilização da MAWDPDC e a determinação por ICP-OES e ICP-MS apresentou vantagens como o uso de elevada massa de amostra e soluções de ácidas diluídas proporcionando a obtenção de baixos limites de quantificação, que viabilizam a determinação dos analitos em níveis traço.Universidade Federal de Santa MariaBrasilUFSMPrograma de Pós-Graduação em QuímicaCentro de Ciências Naturais e ExatasPicoloto, Rochele Sogarihttp://lattes.cnpq.br/4334203159055767Flores, Érico Marlon de MoraesBizzi, Cezar AugustoSilva, Fabiana Ernestina Barcellos daGonçalves, Ariadne Gabriela Loreto Peres2025-11-03T17:07:58Z2025-11-03T17:07:58Z2025-07-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/36741porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2025-11-03T17:07:58Zoai:repositorio.ufsm.br:1/36741Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2025-11-03T17:07:58Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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