23 de julho de 2020
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Elementos de medição em chá com LIBS portátil
Aplicação de LIBS na detecção de elementos benéficos e contaminantes em amostras de chá
Antes do Covid-19 atingir os Estados Unidos, Dr. Ying Guo, Dr. Seungjin Lee e Dr. Tae Lee de Georgia Gwinnett College começou uma análise elementar única usando o SciAps Z-300 (agora Z-903) LIBS portátil: Eles testaram cinco marcas populares de chá para determinar quantitativamente a quantidade de elementos benéficos e contaminantes no chá comumente disponível em supermercados. Como o chá é uma das bebidas mais populares do mundo, a equipe do GGC espera fornecer conselhos sólidos sobre a quantidade de chá que se deve beber todos os dias.
“Ao comparar com os limites de ingestão diária recomendados e a dose de referência, poderemos fornecer informações sobre os limites de consumo diário de chá para evitar a ingestão excessiva de elementos tóxicos”, diz Guo.
Mesmo que seu estudo tenha sido interrompido pela paralisação, seus testes iniciais mostraram que os chás que assumimos serem naturais e saudáveis para consumo, na verdade, podem conter alguns elementos perigosos que são tóxicos para o corpo humano. Os elementos de interesse no estudo são Ca, C, Mg, Al, K, Sr, Na, Li, P, Si, Cd e Cr. O portátil SciAps LIBS Z-300 foi capaz de identificar todos eles.
Elementos benéficos e contaminantes
Os minerais desempenham um papel importante na manutenção do corpo humano. Por exemplo, o Ca ajuda nas funções de contração muscular, atividade enzimática, ossos e dentes saudáveis, coagulação do sangue, transmissão de impulsos nervosos e regulação dos batimentos cardíacos. K pode ajudar a reduzir os riscos de certas doenças, como derrame, cálculos renais e hipertensão. Mesmo que esses sejam elementos benéficos para o corpo humano, ainda há um limite de ingestão diária sugerido.
Além disso, o chá pode estar contaminado por metais pesados, “seja como resultado da absorção do solo ou da dispersão atmosférica devido a atividades veiculares ou humanas”, afirma Guo. Foi isso que os levou a investigar os níveis de minerais benéficos (por exemplo, potássio e cálcio) e elementos contaminantes indesejados (por exemplo, cádmio e cromo) presentes em diferentes marcas de chá. Os metais pesados podem ser altamente tóxicos mesmo em uma concentração muito baixa. O LIBS foi capaz de detectar a presença desses metais em todas as cinco amostras. Os níveis aceitáveis desses elementos para consumo humano foram usados para comparação.
Ingestão diária recomendada de elementos
Ca 1300 mg/dia
Mg 320 - 420 mg para adultos, dependendo da idade
K 4700 mg/dia
Na Menos de 2300 mg/dia
Fontes:
https://ods.od.nih.gov/factsheets/Magnesium-HealthProfessional/
Dose de Referência do Elemento (RfD) ou Nível Máximo de Contaminante Secundário
A EPA recomendou um Nível Máximo de Contaminante Secundário (SMCL) de 0.05–0.2 mg/L para o alumínio na água potável. O SMCL não é baseado em níveis que afetarão humanos ou animais. Baseia-se no sabor, cheiro ou cor.
CdOral "água" RfD para cádmio para uso na avaliação de riscos à água de 0.0005 mg/kg-dia.
RfD de "alimento" oral para cádmio para uso na avaliação de riscos ao solo e à biota de 0.001 mg/kg-dia.
CrO nível máximo de contaminante (MCL) de 0.1 mg/L, incluindo Cr(VI) e Cr(III).
Fontes:
https://www.atsdr.cdc.gov/csem/csem.asp?csem=6&po=7
https://www.epa.gov/risk/regional-screening-levels-rsls-users-guide#chromium
Elementos no copo diário
A equipe GGC peletizou os grãos de chá de cada marca de chá. As intensidades dos espectros de emissão em diferentes comprimentos de onda foram medidas para determinar a presença de elementos de interesse nas amostras (ver figuras 1, 2, 3). Os resultados foram validados por espectroscopia de massa de plasma acoplado indutivamente.
Os resultados fornecem informações sobre o limite de consumo diário de chá para evitar a ingestão excessiva de elementos tóxicos (consulte tabela 1).
Em suma, os três elementos com maior abundância relativa são Ca, C e Mg em todas as cinco amostras de chá estudadas. Dependendo da marca, variam os elementos com menor abundância relativa. Eles incluem Al, K, Sr, Na, Li, P e Si. Picos para Cd e Cr são observados em todas as cinco amostras de chá, embora com uma abundância relativa muito menor.
O estudo não está completo, mas os autores estão se preparando para as próximas etapas. “(Antes da paralisação), obtivemos os espectros de amostras de chá e pudemos determinar qualitativamente os elementos presentes”, diz Guo. O próximo passo será calibrar e completar a análise quantitativa.
Esperamos que a equipe do GGC continue com seu trabalho quando for seguro para eles voltarem ao laboratório.
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