APLICACIONES
Especiación de metales por ICP-MS
¿Qué es la especiación metálica?
La distribución de las distintas formas metálicas se denomina «especiación metálica». La especiación de metales se refiere a las distintas formas químicas del metal ya sea como ion libre o complejado con un ligando o biomolécula (también llamados metaloides). Estas especies de un mismo metal pueden encontrarse en fase sólida, líquida o gaseosa. Como resultado, la especie química del elemento determina su movilidad y toxicidad en el medio ambiente.
La especiación de metales por ICP-MS se basa en una separación cromatográfica, como por ejemplo la cromatografía de gases (GC) o de líquidos de alta eficacia (HPLC), acoplada a una fuente de ionización elemental (ICP-MS). Para ello, se requiere una columna cromatográfica acoplada al ICP-MS que permita separar las distintas especies del mismo metal con el objetivo de cuantificar las especies metálicas de interés.
Desde ISC-SCIENCE llevamos implementado metodologías de especiación durante más de 15 años para cuatro metales en concreto: mercurio (Hg), arsénico (As), estaño (Sn) y cromo (Cr). Para mas información no dude en rellenar nuestro formulario.
Especiación de mercurio (Hg)
Información general sobre las especies de Hg
El Hg puede existir en tres estados de oxidación: mercurio gaseoso (Hg(0)), mercurio mercurioso (Hg(I)), que existe como dimero (Hg2+2), y el mercurio inorgánico divalente (Hg(II)). De hecho, sólo los compuestos oxidantes con potenciales entre -0,8 V y -0,85 V son capaces de oxidar el Hg(0) a Hg2+2. Dado que no se encuentran compuestos oxidantes en el medio ambiente, la oxidación del Hg(0) forma Hg(II).
El Hg(II) puede formar compuestos organometálicos de Hg mediante enlaces covalentes con átomos de carbono. Las especies más comunes de compuestos organometálicos de Hg en la hidrosfera son el monometilmercurio (CH3-Hg+, MeHg) y el dimetilmercurio (CH3-Hg-CH3, DMeHg). El MeHg es soluble en agua, mientras que el DMeHg es un compuesto volátil con propiedades químicas similares al Hg(0). Aunque ambos compuestos organometálicos son estables a la oxidación atmosférica y a la hidrólisis, pueden degradarse debido a la exposición a la luz o al calor. Otros compuestos organometálicos de Hg que se encuentran son el etil-mercurio (EtHg) y el fenil-mercurio (Ph-Hg).
Análisis de las especies de Hg
La determinación simultánea de Hg(II), MeHg y EtHg suele basarse en una cromatografía de gases (GC) o cromatografía de líquidos (LC) acoplada en línea al ICP-MS. Normalmente, el análisis de Hg(II), MeHg y EtHg se hace por GC-ICP-MS ya que proporciona unos límites de detección más bajos. Sin embargo, se requiere un paso de derivatización en el que los compuestos de Hg suelen ser propilados o etilados y posteriormente transferidos en disolvente orgánico antes de la inyección en el puerto GC. Esta preparación de la muestra puede provocar la degradación de los compuestos de Hg o pérdidas debidas a recuperaciones incompletas durante el paso de derivatización.
Aunque la cuantificación de los compuestos de Hg puede llevarse a cabo mediante varias calibraciones metodológicas como la calibración externa, adiciones estándar o mediante patrones internos, sólo el uso de patrones de Hg enriquecidos isotópicamente permite corregir las pérdidas de compuestos de las especies de Hg durante la preparación de la muestra.
Aplicaciones
ISC-SCIENCE ha implantado aplicaciones de especiación de Hg en diferentes laboratorios de análisis. Los principales campos de aplicación donde nuestro equipo está especializado son:
ANÁLISIS MEDIOAMBIENTAL
- Análisis de aguas continentales y residuales.
- Análisis de suelos, sedimentos y lodos.
- Análisis de partículas atmosféricas.
ANÁLISIS AGROALIMENTARIO
- Análisis de aguas de consumo.
- Análisis de alimentos.
- Análisis de alimentación animal.
ANÁLISIS EN LA INDUSTRIA FARMACÉUTICA
- Determinación de metales según normas USP e ICH.
Especiación de cromo (Cr)
Información general de las especies de Cr
Las dos formas principales de Cr son el Cr(III) y el Cr(VI). El Cr trivalente puede considerarse un nutriente esencial para la salud humana, ya que interviene en el metabolismo de la glucosa, la insulina y las proteínas. Sin embargo, el Cr(VI) está clasificado como carcinógeno humano del Grupo A, provocando además graves problemas de salud en las vías respiratorias respiratorio, el hígado, los riñones y el sistema gastrointestinal e inmunitario. Por ello, se han adoptado varias directivas a nivel europeo e internacional para realizar estudios especiación del Cr.
Análisis de las especies de Cr
El análisis de las especies de cromo se realiza mediante cromatografía líquida de intercambio aniónico, donde se separan las dos especies de Cr, acoplada al ICP-MS. El principal problema es la interconversión de especies de Cr durante la preparación de muestra, que es altamente dependiente del tipo de matriz y el tipo de disolución de extracción en preparación de muestra.
Por ejemplo, la determinación de Cr(VI) en muestras de juguetes según la directiva (UE) 2018/725 DE LA COMISIÓN es necesaria ya que los niños están expuestos a un potencial cáncer bucal. En esta matriz suele ser complicado medir las especies de Cr ya que se debe garantizar la extracción cuantitativa del contaminante y evitar las reacciones de interconversión redox Cr(III)-Cr(VI) durante la extracción y el posterior análisis químico. Por esta razón, la espectrometría de masas por dilución isotópica (IDMS) es estrategia analítica más eficiente para cuantificar con precisión el Cr(VI).
La determinación de Cr (VI) en las muestras de suelo puede resultar compleja. El procedimiento analítico, normalizado por la USEPA como método 6800 requiere la adición de cantidades conocidas de Cr(III) y Cr(VI) enriquecidas isotópicamente a las muestras antes de la extracción.
Aplicaciones
ISC-SCIENCE ha implantado aplicaciones de especiación de Cr en diferentes laboratorios de análisis. Los principales campos de aplicación donde nuestro equipo está especializado son:
Análisis de bienes de consumo
- Análisis de juguetes.
- Análisis de textiles.
Análisis medioambiental.
- Análisis de aguas.
- Análisis de suelos.
Especiación de arsénico (As)
Información general sobre las especies de As
La toxicidad de las especies de As depende de su estado de oxidación y que esté o no complejado de forma organometálica. A diferencia de otros elementos químicos, las especies de As que representan una mayor toxicidad son las inorgánicas (As(III) y As (V)). Estas especies de As causan enfermedades graves como puede ser dermatitis, cáncer de piel y otros tipos de cáncer.
Análisis de las especies de As
La presencia de As de forma natural en los suelos hace que especies de plantas que tienen facilidad para su transporte en la misma como es el caso del arroz. Debido a que el arroz es el alimento más consumido a nivel mundial, los niveles máximos de As inorgánico en este alimento se encuentran en la actualidad legislados a nivel europeo y se encuentran en el REGLAMENTO (UE) 2015/1006 DE LA COMISIÓN de 25 de junio de 2015. Para llevar acabo su determinación, la técnica por excelencia para dicho análisis se basa en una separación de las distintas especies por cromatografía liquida (intercambio aniónico) acoplada al ICP-MS donde el personal de ISC-SCIENCE es experto.
Aplicaciones
ISC-SCIENCE ha implantado aplicaciones de especiación de As en diferentes laboratorios de análisis. Los principales campos de aplicación donde nuestro equipo está especializado son:
ANÁLISIS agroalimentarios
- Análisis de alimentos (arroz).
Análisis medioambiental
- Análisis de aguas.
- Análisis de suelos.
Especiación de estaño (Sn)
Información general de las especies de Sn
El tributilestaño (TBT) sus productos de degradación dibutil- y monobutilestaño (DBT y MBT) se han descrito como la sustancia más tóxica que jamás se haya introducido como biocida de forma deliberada en el medio marino. Hoy se sabe que su uso como fungicida, bactericida, insecticida y preservante de las maderas es perjudicial para una amplia gama de organismos acuáticos, entre los que se incluyen las microalgas, los moluscos y crustáceos, los peces y algunos invertebrados. Cuando el TBT empezó a usarse de forma generalizada en las pinturas antiincrustantes, los científicos empezaron a encontrar concentraciones cada vez más elevadas de TBT en las zonas donde existían grandes aglomeraciones de barcos, botes y buques, como en los puertos deportivos y comerciales. Como consecuencia de ello, varios países han introducido controles para limitar el uso de TBT en las pinturas antiincrustantes en los buques pequeños.
Análisis de las especies de Sn
El ICP-MS ha sido hasta la fecha el detector más utilizado en GC cuando se emplea la técnica de ID en estudios de especiación. Sin embargo, el coste de dicha metodología de GC-ICP-MS puede ser muy elevado para los laboratorios de control. Como alternativa, existe la posibilidad de medir relaciones isotópicas de heteroelementos presentes en moléculas orgánicas con exactitud utilizando una instrumentación más sencilla, barata y accesible que el GC-ICP-MS como es el equipo de GC-MS con fuente de ionización de impacto electrónico. Las ventajas proporcionadas por el análisis por dilución isotópica no sólo se ven reflejadas en la calidad de los resultados analíticos obtenidos, sino también en la drástica reducción del tiempo de análisis (tanto en la preparación de muestra como en la medida analítica).
Aplicaciones
ISC-SCIENCE ha implantado aplicaciones de especiación de Sn en diferentes laboratorios de análisis. Los principales campos de aplicación donde nuestro equipo está especializado son:
Análisis medioambiental
- Análisis de aguas de consumo
- Análisis de aguas superficiales.
- Análisis de aguas marinas.
- Análisis de lodos y sedimentos.
Formación de ICP-MS
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