INSTITUTO HAHNEMANNIANO DO BRASIL ... - A casa da Homeopatia · água e 20 ml de etanol a 96%, e de dinamização (100 sucussões) (F. H. B. II ed.) ou ainda na tomada de 1 g de 3

INSTITUTO HAHNEMANNIANO DO BRASIL DEPARTAMENTO DE ENSINO

Curso de Pós-Graduação Lato sensu em Homeopatia Área de Concentração: Farmácia

MONOGRAFIA

Determinação de cobre em preparações homeopáticas utilizando espectroscopia de emissão óptica e espectrometria de massa com

plasma indutivamente acoplado (ICP-OES e ICP-MS)

RAQUEL NOGUEIRA

Rio de Janeiro 2010

INSTITUTO HAHNEMANNIANO DO BRASIL DEPARTAMENTO DE ENSINO

Curso de Pós-Graduação Lato sensu em Homeopatia

Área de Concentração: Farmácia

MONOGRAFIA

Determinação de cobre em preparações homeopáticas utilizando

espectroscopia de emissão óptica e espectrometria de massa com


RAQUEL NOGUEIRA

Monografia submetida como

requisito parcial para obtenção do

certificado de conclusão de curso

de Pós graduação lato sensu em

Homeopatia área Farmácia.

Rio de Janeiro

2010

N778d Nogueira, Raquel

Determinação de cobre em preparações homeopáticas utilizando espectroscopia de emissão óptica e espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES E ICP-MS)/ Raquel Nogueira. – Rio de Janeiro: Instituto Hahnemanniano do Brasil, 2010.

ix, 38f. il. color.; 30 cm. Orientador: Ilídio Afonso 1. Farmácia. 2. Metais . 3. Controle de qualidade. I. Título.

INSTITUTO HAHNEMANNIANO DO BRASIL

DEPARTAMENTO DE ENSINO

Curso de Pós-Graduação Lato sensu em Homeopatia

Área de Concentração: Farmácia

MONOGRAFIA

Determinação de cobre em preparações homeopáticas utilizando

espectroscopia de emissão óptica e espectrometria de massa com


RAQUEL NOGUEIRA

MONOGRAFIA APROVADA EM____/____/____

________________________________________ Instituto Hahnemanniano do Brasil

Ilídio Ferreira Afonso - Mestre ORIENTADOR

________________________________________ Instituto Hahnemanniano do Brasil

Carmelinda Monteiro Costa Afonso - Mestre Coordenadora

AGRADECIMENTOS

Gostaria de agradecer ao orientador Ilídio Afonso.

Ao Luiz e à Maria Luisa, da Sanatus Homeopatia em Petrópolis, agradeço a

cordialidade e a boa vontade em preparar as matrizes homeopáticas utilizadas

nesta monografia.

Um agradecimento especial à equipe do Laboratório de Análise Inorgânica do

Inmetro, especialmente Lindomar Augusto dos Reis, Monique Gonçalves de

Mello, Maria Cristina Baptista Quaresma e Rodrigo Caciano de Sena, que me

deram total suporte para a realização da parte prática deste trabalho.

RESUMO

A presente monografia descreve os resultados dos testes laboratoriais

realizados com a finalidade de realizar o doseamento de cobre em matrizes

homeopáticas (3 CH a 12 CH) por ICP-OES e ICP-MS, os quais são métodos

analíticos de alta sensibilidade para determinação de metais.

Palavras chave:

Medicamentos homeopáticos, cobre, controle de qualidade, espectroscopia de

emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES), espectrometria

de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS).

ABSTRACT

This monograph describes the results of the laboratorial studies performed to

quantify cupper in homeopathic matrixes (3 CH to 12 CH) using ICP-OES and

ICP-MS, which are very sensitive techniques for metal analysis.

Key words:

Homoeopathic medicine, cupper, quality control, inductively coupled plasma

optical emission spectroscopy (ICP-OES), inductively coupled plasma mass

spectrometry (ICP-MS).

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Plasma indutivamente acoplado ................................................................................... 9

Figura 2 - Matrizes homeopáticas de cobre (3 CH, 4 CH, 5 CH, 6 CH, 9 CH e 12 CH) ............. 15

Figura 3 - ICP-OES Ultima 2 (Horiba Jobin Yvon) com nebulizador ultrassônico U60000AT+ (Cetac Technologies) .................................................................................................................. 19

Figura 4 - ICP-MS Elan DRC II (Perkin Elmer) ........................................................................... 19

Figura 5 - Sistema de digestão assistido por microondas Multiwave 300 (Anton Paar) ............. 21

Figura 6 - Etapas de preparo das amostras para ICP-MS (experimento 2) ............................... 24

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Concentrações de analito nas diluições centesimais e decimais Hahnemannianas .. 3

Tabela 2 - Exemplos de princípios ativos de origem mineral (metais e sais metálicos) utilizados na homeopatia ............................................................................................................................... 6

Tabela 3 - Comparação entre técnicas de ICP-OES da literatura e técnica empregada para as análises de cobre no Inmetro ...................................................................................................... 12

Tabela 4 - Comparação entre técnicas de ICP-MS da literatura e técnica empregada para as análises de cobre no Inmetro ...................................................................................................... 13

Tabela 5 - Programação do forno de microondas para digestão de amostras para análise por ICP-MS ........................................................................................................................................ 20

Tabela 6 - Resumo do preparo farmacotécnico das matrizes homeopáticas e do preparo laboratorial para leitura no ICP-OES e ICP-MS .......................................................................... 22

Tabela 7 - Curva de calibração de cobre .................................................................................... 26

Tabela 8 - Resultados do ICP-MS para matrizes 5 CH e 12 CH e etanol (absoluto e 70%) ...... 27

Tabela 9 - Preparo gravimétrico de matrizes líquidas para ICP-MS (1. experimento) ............... 29

Tabela 10 - Preparo gravimétrico de triturado (3 CH) para ICP-MS (1. experimento) ............... 29

Tabela 11 - Ordem de preparo das amostras para leitura no ICP-MS (2. experimento) ............ 30

Tabela 12 - Preparo das amostras para leitura no ICP-MS (2. experimento) ............................ 31

LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS

CH: Diluição centesimal Hahnemanniana

DH: Diluição decimal Hahnemanniana

ICP-OES: Espectroscopia de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado

ICP-MS: Espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado

SUMÁRIO

AGRADECIMENTOS .................................................................................................................... v

RESUMO ....................................................................................................................................... vi

ABSTRACT .................................................................................................................................. vii

LISTA DE FIGURAS ................................................................................................................... viii

LISTA DE TABELAS ................................................................................................................... viii

LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS ................................................................. viii

SUMÁRIO ...................................................................................................................................... ix

1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................................... 1

1.1 EMBASAMENTO DO TRABALHO ..................................................................................... 1

1.2 OBJETIVO ........................................................................................................................... 7

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ....................................................................................................... 8

2.1 DOSEAMENTO DE METAIS EM BAIXAS CONCENTRAÇÕES ........................................ 8

2.1.1 TÉCNICAS ANALÍTICAS PARA DOSEAMENTO DE METAIS ................................... 8

2.1.2 PREPARO DE AMOSTRAS....................................................................................... 10

2.1.3 DETERMINAÇÃO DE COBRE: TRABALHOS NA LITERATURA ............................. 11

3 MATERIAIS E MÉTODOS ....................................................................................................... 14

3.1 ETAPAS DE DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO ...................................................... 14

3.2 AMOSTRAS, REAGENTES E MATERIAIS ...................................................................... 14

3.2.1 AMOSTRAS DE MATRIZES HOMEOPÁTICAS DE COBRE .................................... 14

3.2.2 REAGENTES ............................................................................................................. 16

3.2.3 MATERIAIS ................................................................................................................ 17

3.2.3.1 DESCONTAMINAÇÃO DE FRASCOS E VIDRARIAS ....................................... 17

3.3 EQUIPAMENTOS ............................................................................................................. 17

3.3.1 ICP-OES ..................................................................................................................... 17

3.3.1.1 Princípios de funcionamento do ICP-OES .......................................................... 17

3.3.1.2 ICP-OES: Condições testadas ............................................................................ 17

3.3.1.3 Dados sobre o nebulizador ultrassônico (USN) com membrana de desolvatação acoplado ao ICP-OES ..................................................................................................... 18

3.3.1.4 Etapas de uso do ICP-OES ................................................................................. 18

3.3.2 ICP-MS ....................................................................................................................... 19

3.3.2.1 ICP-MS: Condições testadas .............................................................................. 19

3.3.2.2 Etapas de uso do ICP-MS ................................................................................... 19

3.3.3 OUTROS EQUIPAMENTOS ...................................................................................... 20

3.3.3.1 Balança analítica ................................................................................................. 20

3.3.3.2 Purificador de água ............................................................................................. 20

3.3.3.3 Estufa .................................................................................................................. 20

3.3.3.4 Sistema de digestão de amostras assistido por microondas .............................. 20

3.3.3.5 Banho seco .......................................................................................................... 21

3.4 PREPARO DE AMOSTRAS DE MATRIZES HOMEOPÁTICAS PARA LEITURA POR ICP-OES E ICP-MS ................................................................................................................. 21

3.4.1 Experimento no ICP-OES ......................................................................................... 23

3.4.2 Experimento 1 no ICP-MS ......................................................................................... 23

3.4.3 Experimento 2 no ICP-MS ......................................................................................... 23

3.5 CÁLCULOS PARA CURVA DE CALIBRAÇÃO DE COBRE ............................................ 26

3.6 DETERMINAÇÃO DOS LIMITES DE DETECÇÃO E QUANTIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS.................................................................................................................... 26

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ............................................................................................. 27

4.1 EXPERIMENTO NO ICP-OES .......................................................................................... 27

4.1.1 RESUMO DO PROCEDIMENTO UTILIZADO ........................................................... 27

4.1.2 RESULTADOS E DISCUSSOES ............................................................................... 27

4.2 EXPERIMENTO 1 NO ICP-MS ......................................................................................... 28


4.2.2 RESULTADOS E DISCUSSOES ............................................................................... 30

4.3 EXPERIMENTO 2 NO ICP-MS ......................................................................................... 30


4.3.2 RESULTADOS E DISCUSSÕES ............................................................................... 34

5 CONCLUSÕES ........................................................................................................................ 35

REFERÊNCIAS ........................................................................................................................... 37

1

1 INTRODUÇÃO

1.1 EMBASAMENTO DO TRABALHO

A homeopatia baseia-se no uso de medicamentos diluídos (ou ultra-diluídos) e

dinamizados. A dinamização é uma etapa essencial no preparo, uma vez que é

diretamente responsável pela energização e efeito do medicamento

homeopático. Quanto mais diluído e dinamizado for o medicamento

homeopático, maior é a sua energia.

Os métodos de preparo de medicamentos homeopáticos são: método

Hahnemanniano, método Korsakoviano e método de Fluxo Contínuo. Para o

método Hahnemanniano, existem as escalas Centesimal Hahnemanniana

(CH), Decimal Hahnemanniana (DH) e Cinquenta Milesimal (LM) (F.H.B. II ed.).

A escala Centesimal Hahnemanniana, a qual foi desenvolvida pelo próprio

Hahnemann, criador da homeopatia, consiste em realizar diluições centesimais

(1 parte para 100 partes ou 1 parte + 99 partes) e dinamizá-las por sucussão

(100 batidas) ou trituração (3 etapas de 20 minutos), para misturas líquidas e

sólidas, respectivamente. Assim, a 1 CH consiste em uma mistura de 1 parte

da substância de interesse (ativo) com 99 partes de insumo inerte, seguida de

dinamização. Do mesmo modo, a 2 CH consiste em uma mistura de 1 parte da

1 CH com 99 partes de insumo inerte e posterior dinamização.

Algumas diferenças no preparo são necessárias dependendo da solubilidade

do ativo em etanol, água ou suas misturas. Caso o ativo seja solúvel, todas as

potências serão líquidas. Da 1 CH até a 3 CH será necessário observar a

alcoolatura do solvente para evitar precipitação. Se o ponto de partida de

preparo do medicamento homeopático, por exemplo, for uma tintura-mãe (TM)

vegetal (10% de ativo) ou animal (5% de ativo), será necessário respeitar a

alcoolatura da TM até a 3 CH, para evitar precipitações (F. H. B. II ed.). A partir

da 4 CH, no entanto, as matrizes homeopáticas de ativos solúveis serão

normalmente preparadas em álcool a 70%. Vale ressaltar que cada diluição

líquida é dinamizada através da aplicação de 100 sucussões (batidas) feitas

manualmente ou em equipamento.

2

No caso de ativos insolúveis em etanol, água e suas misturas, o preparo da 1

CH até a 3 CH é feito por trituração em gral de porcelana, respeitando-se a

mesma proporção (1 parte de ativo + 99 partes de inerte), sendo a lactose o

insumo inerte normalmente utilizado. O preparo da 4 CH consiste, portanto, em

uma etapa de solubilização, na qual 1 g de 3 CH é adicionado de 80 ml de

água e 20 ml de etanol a 96%, e de dinamização (100 sucussões) (F. H. B. II

ed.) ou ainda na tomada de 1 g de 3 CH, adição de 9 ml de água e 100

sucussões (MNT 3. ed.). A partir da 4 CH, que já está na forma líquida, a 5 CH

é preparada como descrito anteriormente, utilizando-se álcool a 70%.

A escala Decimal Hahnemanniana (DH) segue o mesmo princípio da escala

CH, no entanto utiliza-se 1 g de ativo e 9 g de insumo inerte (1:10). Esta escala

foi criada por Hering, discípulo de Hahnemann, a fim de se obter diluições

intermediárias. Como pode ser visto na tabela 1, a potência 1 CH corresponde

à 2 DH em termos de concentração, mas não podemos perder de vista que a 2

DH passou por duas dinamizações, enquanto a 1 CH foi dinamizada apenas

uma vez.

Como pode ser visto na tabela 1, a partir da 12 CH ou 24 DH não existem

teoricamente mais moléculas nas preparações homeopáticas (o número de

Avogrado 6 x 1023 é zerado na 23 DH, diluição intermediária entre 11 CH e 12

CH).

Uma das complicações desta constatação é a realização do controle de

qualidade de medicamentos homeopáticos. Sabe-se que o controle de

processo da produção de medicamentos farmacêuticos, bem como o controle

de qualidade físico-químico e microbiológico dos mesmos, são etapas

fundamentais para se garantir a qualidade do medicamento. É claro que

atualmente tem sido dada uma grande ênfase ao controle de processo, uma

vez que a qualidade não deve ser verificada somente no “final da linha”, mas

sim ao longo de toda a cadeia produtiva, segundo as Boas Práticas de

Fabricação (GMP). No entanto, o controle de qualidade continua sendo

necessário para verificação da qualidade do medicamento antes da sua

liberação para venda ao consumidor.

3

Tabela 1 - Concentrações de analito nas diluições centesimais e decimais

Hahnemannianas

Diluição Hahnemanniana Concentração

mols (6,02 x 1023)

(mg mat-part / mg dose)

ppm (µg mat-part / g dose)

ppb (µg mat-part / kg dose)

1 DH 10-1 105 108 6,02 x 1022 2 DH 1 CH 10-2 104 107 6,02 x 1021 3 DH 10-3 103 106 6,02 x 1020 4 DH 2 CH 10-4 102 105 6,02 x 1019 5 DH 10-5 101 104 6,02 x 1018 6 DH 3 CH 10-6 100 = 1 103 6,02 x 1017 7 DH 10-7 10-1 102 6,02 x 1016 8 DH 4 CH 10-8 10-2 101 6,02 x 1015 9 DH 10-9 10-3 100 6,02 x 1014

10 DH 5 CH 10-10 10-4 10-1 6,02 x 1013 11 DH 10-11 10-5 10-2 6,02 x 1012 12 DH 6 CH 10-12 10-6 10-3 6,02 x 1011 13 DH 10-13 10-7 10-4 6,02 x 1010 14 DH 7 CH 10-14 10-8 10-5 6,02 x 109 15 DH 10-15 10-9 10-6 6,02 x 108 16 DH 8 CH 10-16 10-10 10-7 6,02 x 107 17 DH 10-17 10-11 10-8 6,02 x 106 18 DH 9 CH 10-18 10-12 10-9 6,02 x 105 19 DH 10-19 10-13 10-10 6,02 x 104 20 DH 10 CH 10-20 10-14 10-11 6,02 x 103 21 DH 10-21 10-15 10-12 6,02 x 102 22 DH 11 CH 10-22 10-16 10-13 6,02 x 101 23 DH 10-23 10-17 10-14 6,02 x 100 24 DH 12 CH 10-24 10-18 10-15 6,02 x 10-1 25 DH 10-25 10-19 10-16 6,02 x 10-2 26 DH 13 CH 10-26 10-20 10-17 6,02 x 10-3 27 DH 10-27 10-21 10-18 6,02 x 10-4 28 DH 14 CH 10-28 10-22 10-19 6,02 x 10-5 29 DH 10-29 10-23 10-20 6,02 x 10-6 30 DH 15 CH 10-30 10-24 10-21 6,02 x 10-7 40 DH 20 CH 10-40 10-34 10-31 6,02 x 10-17 60 DH 30 CH 10-60 10-54 10-51 6,02 x 10-37 80 DH 40 CH 10-80 10-74 10-71 6,02 x 10-57

100 DH 50 CH 10-100 10-94 10-91 6,02 x 10-77 120 DH 60 CH 10-120 10-114 10-111 6,02 x 10-97 140 DH 70 CH 10-140 10-134 10-131 6,02 x 10-117 160 DH 80 CH 10-160 10-154 10-151 6,02 x 10-137 180 DH 90 CH 10-180 10-174 10-171 6,02 x 10-157 200 DH 100 FC 10-200 10-194 10-191 6,02 x 10-177 400 DH 200 FC 10-400 10-394 10-391 6,02 x 10-377

Fonte: AFONSO, 2009.

4

As altas diluições empregadas na homeopatia, ou seja, as baixas

concentrações de analitos presentes nas formulações homeopáticas, tornam

difícil a quantificação dos princípios ativos nestas preparações.

Segundo a Farmacopéia Homeopática Brasileira II ed., o controle de qualidade

de preparações homeopáticas baseia-se nos testes físico-químicos e

microbiológicos descritos nas monografias dos princípios ativos e dos insumos

inertes. O prazo de validade destas preparações, inclusive, baseia-se

fortemente na validade dos insumos inertes.

No Reino Unido e no restante da União Européia, os medicamentos

homeopáticos devem atender à legislação para medicamentos. Existe um

procedimento simplificado para registro para produtos homeopáticos medicinais

suficientemente diluídos (mínimo 1:10.000), destinados ao uso externo ou oral,

e para os quais não seja declarada eficácia. Neste caso, os fabricantes

precisam demonstrar qualidade e segurança, mas não eficácia. No caso de

preparações homeopáticas administradas parenteralmente, que não sejam

suficientemente diluídas ou para os quais seja feita declaração de eficácia,

devem ser atendidas as mesmas exigências para medicamentos convencionais

(AFONSO, 2009; BARNES, 2003).

Segundo o Anexo I da RDC 67/2007 da Agência Nacional de Vigilância

Sanitária, os medicamentos homeopáticos são excluídos dos controles de que

trata o item 9 (Controle de Qualidade de Preparações Magistrais e Oficinais),

enquanto segundo o Anexo V, item 9.2., o controle de qualidade dos insumos

ativos será estabelecido respeitando-se as peculiaridades das preparações

homeopáticas. Do mesmo modo, a Farmacopéia Americana (USP 32)

estabelece que preparações homeopáticas não precisam atender aos

requisitos do item relativo ao prazo de validade no Code of Federal Regulations

21 (CRF 21), que trata de Boas Práticas de Fabricação de Medicamentos

(AFONSO, 2009).

Esta monografia começou a ser desenvolvida para verificar a aplicabilidade de

técnicas analíticas sensíveis na quantificação de princípios ativos em

preparações homeopáticas.

5

Entre os equipamentos mais sensíveis para a quantificação de ativos estão

aqueles utilizados na determinação de metais, incluindo a espectroscopia de

emissão atômica (AES), espectroscopia de emissão óptica (OES),

espectrometria de massa (MS) e espectroscopia de absorção atômica (AAS),

algumas delas com plasma indutivamente acoplado (ICP) para atomização das

espécies metálicas.

Para as técnicas de ICP-OES e ICP-MS, limites de detecção da ordem de

partes por bilhão (ppb, µg/kg ou 10-9 g/g) são usuais, podendo chegar a partes

por trilhão (ppt ou 10-12 g/g). Consultando-se a tabela 1, pode-se verificar que

estes equipamentos deveriam ser teoricamente capazes de detectar metais em

preparações homeopáticas até as potências 4 CH, 5 CH ou 6 CH.

Realizou-se, portanto, um levantamento de um metal que seria ao mesmo

tempo utilizado na homeopatia e também possível de ser dosado por ICP-OES

e ICP-MS. Vale lembrar que a homeopatia utiliza não somente princípios ativos

minerais, mas também princípios ativos de origem vegetal (grande maioria) e

origem animal, bem como substâncias químicas-farmacêuticas, materiais

biológicos patogênicos ou não, e outros agentes (F. H. B. II ed.).

A tabela 2 mostra diferentes tipos de princípios ativos de origem mineral a base

de metais ou seus sais, com suas aplicações. Nota-se que grande parte destes

ativos são insolúveis em misturas hidro-alcoólicas, de modo que as potências 1

CH, 2 CH e 3 CH precisam ser preparadas por trituração.

O cobre foi o metal escolhido, devido ao seu uso na homeopatia e também por

ser analisado com freqüência pelo Laboratório de Análise Inorgânica (Labin) do

Inmetro, onde a parte prática desta monografia foi desenvolvida.

6

Tabela 2 - Exemplos de princípios ativos de origem mineral (metais e sais metálicos)

utilizados na homeopatia

Composto metálico Usos na homeopatia

Alumina (óxido de alumínio) Tratamento da demência senil, preguiça, vertigem ao fechar os olhos, esclerose

múltipla.

Antimonium tartaricum (tartarato

potássico de antimônio)

Pessoas ofegantes, mas fracas para tossir e expelir catarros, cefaléia com

sensação de aperto.

Argentum metallicum (prata) Artrite reumatismo.

Argentum nitricum (nitrato de prata) Problemas nervosos (fobias, ansiedade) e digestivos.

Arsenicum álbum (arsenopirita,

óxido de arsênio)

Ansiedade e medo provocados por insegurança, problemas nas mucosas dos

sistemas digestivo e respiratório.

Arsenicum iodatum (iodeto de

arsênio) Crianças hiperativas, psoríase, bronquite.

Aurum metallicum (ouro) Depressão e tendência suicida, problemas vasculares, hipersensibilidade a

ruídos, odores, entre outros.

Baryta carbonica (carbonato de

bário) Lento desenvolvimento físico, intelectual ou emocional, demência senil.

Calcarea carbonica (carbonato de

cálcio) Desenvolvimento lento de ossos e dentes, dores nas juntas e ossos.

Calcarea fluorica (fluoreto de cálcio) Manutenção da elasticidade dos tecidos, músculos e ligamentos estirados,

hipertrofia do tecido adenóide.

Calcarea sulphurica (sulfato de

cálcio) Para enfermidades com secreção de pus, abscessos de difícil cicatrização.

Calcarea phosphorica (fosfato de

cálcio)

Dor nos ossos e dor de dente, problemas de crescimento, fraqueza física e

mental, problemas digestivos, sensação de insatisfação.

Causticum (composto de potássio) Fraqueza, paralisia dos nervos e músculos.

Cuprum metallicum (cobre)

Cólicas e espasmos musculares, esgotamento mental, problemas

nervosos (epilepsia, convulsões) e problemas respiratórios (asma,

coqueluche).

Ferrum metallicum (ferro) Pessoas fracas com problemas circulatórios de anemia, apesar da boa

constituição física.

Ferrum phosphoricum (fosfato de

ferro)

Primeiros estágios da inflamação; febre e infecção antes do aparecimento de

sintomas, tosses e resfriados de início lento.

Hepar sulphuris calcareum (sulfeto

de cálcio impuro)

Tratamento de acne e furúnculos; antídoto para mercúrio; infecções com pus;

dor de garganta, dor de ouvido ao engolir; enfermidades com dores agudas,

secreções de odor acre e sensibilidade à dor, toque e ruídos.

Kali bichromicum (dicromato de

potássio)

Muco grosso, fibroso, amarelo ou branco, dores que mudam de uma parte do

corpo para outra e que aparecem / desaparecem periodicamente.

Kali bromatum (brometo de

potássio) Enfermidades no sistema nervoso (epilepsia) e dermatoses (acne).

Kali carbonicum (carbonato de

potássio)

Afecções musculares e vertebrais, problemas menstruais e da menopausa,

bronquite.

Kali iodatum (iodeto de potássio) Problemas glandulares (gripe, dor de garganta) com corrimento nasal espesso

ou aquoso, problemas de próstata.

Kali muriaticum (cloreto de

potássio)

Inflamações de membranas mucosas com corrimento fibroso, infecções do

ouvido médio e das trompas de Eustáquio.

Kali phosphoricum (fosfato de

potássio)

Esgotamento físico ou mental com aversão a companhia e calafrios, secreções

purulentas.

Fonte: LOCKIE; GEDDES, 2008 (continua)

7

Tabela 2 - Exemplos de princípios ativos de origem mineral (metais e sais metálicos)

utilizados na homeopatia (continuação)

Composto metálico Usos na homeopatia

Magnesia carbonica (carbonato de

magnésio)

Distúrbio do paladar e distúrbios digestivos, bebês que crescem com pouco

aumento de peso, desenvolvimento retardado de músculos e incapacidade de

manter a cabeça erguida.

Magnesia phosphorica (fosfato de

magnésio) Moléstias nos nervos e músculos.

Mercurius corrosivus (cloreto de

mercúrio) Colite ulcerosa.

Mercurius dulcis (cloreto

mercuroso) Otite média secretora.

Mercurius solubilis (mercúrio) Enfermidades acompanhadas por secreções corporais abundantes de odor

forte, problemas da boca e da garganta.

Natrium muriaticum (cloreto de

sódio)

Problemas emocionais (ansiedade, depressão) provocados por sintomas

reprimidos, vasta gama de usos.

Natrium sulphuricum (sulfato de

sódio)

Doenças hepáticas, asma, bronquite, ferimentos na cabeça que causam

depressão e tendência suicida.

Platinum metallicum (platina) Enfermidades os órgãos reprodutores femininos e do sistema nervoso.

Plumbum metallicum (acetato ou

carbonato de chumbo) Arteriosclerose, esclerose múltipla e mal de Parkinson.

Radium bromatum (brometo de

rádio) Dermatoses (acne, câncer de pele, eczema).

Stannum metallicum (estanho) Enfermidades toráxicas (bronquite, asma, traqueíte), cefaléias, nevralgia.

Zincum metallicum (zinco) Extrema fraqueza mental e física.

Fonte: LOCKIE; GEDDES, 2008

1.2 OBJETIVO

O objetivo desta monografia é utilizar duas técnicas analíticas de alta

sensibilidade, a espectroscopia de emissão óptica com plasma indutivamente

acoplado (ICP-OES) e a espectometria de massa com plasma indutivamente

acoplado (ICP-MS), para determinar cobre em matrizes homeopáticas com

potências entre 3 CH e 12 CH.

8

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 DOSEAMENTO DE METAIS EM BAIXAS CONCENTRAÇÕES

O doseamento de metais em baixas concentrações encontra diversas

aplicações além do objetivo proposto nesta monografia de doseamento de

cobre em matrizes homeopáticas, tais como determinar elementos traços em

particulados atmosféricos [UPADHYAY et al., 2009] e elementos traços em

alimentos (identificação da origem geográfica) [OLESZCZUK et al., 2007].

2.1.1 TÉCNICAS ANALÍTICAS PARA DOSEAMENTO DE METAIS

Entre as técnicas mais sensíveis para a quantificação de metais estão a

espectroscopia de absorção atômica (AAS) e a espectroscopia de emissão

atômica (AES).

Os metais devem ser inicialmente volatilizados, em uma etapa denominada

atomização, na qual se forma uma fase gasosa de átomos e íons. Para a

atomização dos metais, empregam-se diferentes técnicas, tais como chama,

atomizador eletrotérmico e plasma indutivamente acoplado (ICP) [SKOOG,

2006].

Enquanto a chama e o atomizador eletrotérmico são usados na espectroscopia

de absorção atômica [SKOOG, 2006], o plasma indutivamente acoplado

(Figura 1) é fonte de atomização de grande importância para a espectroscopia

de emissão óptica (ICP-OES) e para a espectrometria de massa (ICP-MS)

[SKOOG, 2006, ENGELHARD et al., 2007]. No plasma de argônio, os íons

argônio e elétrons são as espécies condutoras principais e são capazes de

absorver potência suficiente de uma fonte externa para manter temperaturas

tão altas quanto 10.000 K. As amostras em geral são introduzidas na chama ou

no plasma através de nebulização [SKOOG, 2006].

9

Figura 1 - Plasma indutivamente acoplado

Fonte: [ENGELHARD et al., 2007]

Após atomização dos metais:

• Na espectroscopia de emissão atômica, os átomos são excitados por uma

fonte de calor ou energia elétrica (por exemplo pelo próprio plasma ou pela

própria chama) e emitem energia em uma linha de emissão típica que pode

ser quantificada (espectro de emissão);

• Na espectroscopia de absorção atômica, os metais atomizados são

expostos a uma fonte externa de radiação de comprimento de onda

apropriado (ex.: lâmpadas contendo o próprio elemento a ser doseado),

gerando um espectro de absorção;

• Na espectrometria de massa, é desejável que a amostra seja convertida em

íons em fase gasosa, ao invés de átomos em fase gasosa. O plasma é

capaz de gerar uma fração substancial de átomos ionizados, em geral na

forma de íon positivo monocarregado. Os íons são então separados por um

analisador de massas, com base na razão massa-carga, gerando um

espectro de massas [SKOOG, 2006].

10

Resumidamente, as técnicas usuais para determinação de metais são:

• ICP-AES (“inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy”):

Espectroscopia de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado.

• ICP-OES (“inductively coupled plasma optical emission spectroscopy”):

Espectroscopia de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado.

Uma das características importantes desta técnica é sua habilidade em

produzir curvas de calibração lineares em uma faixa de 4 a 6 ordens de

magnitude [ENGELHARD et al., 2007]. Outras vantagens incluem

capacidade multi-elementar, boa sensibilidade, boa precisão e

independência relativamente alta em relação a interferências não espectrais

[OLESZCZUK et al., 2007].

• ICP-MS (“inductively coupled plasma mass spectrometry”): Espectrometria

de massa com plasma indutivamente acoplado. Através desta técnica é

possível obter limites de detecção (LOD) da ordem de ppb ou sub-ppb

[LEWEN et al., 2004]. Entre as vantagens desta técnica estão sua

capacidade multi-elementar, larga faixa linear de trabalho (de ppt a ppm)

[UPADHYAY et al., 2004; NARDI et al., 2009], requerimento de pequenos

volumes de amostra e pequeno tempo de análise [UPADHYAY et al., 2004].

• F-AAS (“flame atomic absorption spectroscopy”): Espectroscopia de

absorção atômica de chama.

• GF-AAS (“graphite furnace atomic absorption spectroscopy”):

Espectroscopia de absorção atômica com forno de grafite.

2.1.2 PREPARO DE AMOSTRAS

Em geral a análise de metais requer a digestão de amostras, com destruição

da matriz orgânica, restando somente resíduos inorgânicos. Alguns exemplos

de técnicas de digestão são:

a) Digestão por via úmida em frascos abertos: ocorre normalmente por adição

de ácidos e/ou oxidantes fortes, tais como ácido nítrico e peróxido de

hidrogênio, os quais são os reagentes frequentemente utilizados para

digestão de substratos para a análise de metais.

11

b) Digestão por via úmida em frasco fechado: normalmente é realizada em

forno de microondas, sendo um processo rápido e eficiente, além de reduzir

o risco de contaminação de amostras e perda de analitos por volatilização

[NARDI et al., 2009]. A vantagem do uso do peróxido de hidrogênio é a

reduzida formação de NO (g) e as menores pressões nos frascos fechados

submetidos à digestão em microondas [UPADHYAY et al., 2004]. O uso de

misturas de HNO3 e H2O2 tem-se mostrado mais eficiente para digerir

amostras de alimentos em microondas em relação a outras misturas

[NARDI et al., 2009; OLESZCZUK et al., 2007], além de produzir efeitos de

matriz mínimos no ICP-OES [OLESZCZUK et al., 2007].

c) Queima a temperatura elevadas até formação de cinzas, após evaporação

da água e carbonização em placa aquecida [NARDI et al., 2009].

Para análises por ICP-OES, as amostras podem ser preparadas em ácido

nítrico a 2% e o uso de soluções mais concentradas de ácidos ou sais leva a

um decréscimo nas linhas de emissão atômica e iônica [MORALES et al.,

1998]. Para o preparo de amostras para ICP-MS, os melhores resultados são

obtidos quando as amostras são preparadas em água e ácido nítrico [LEWEN

et al., 2004].

2.1.3 DETERMINAÇÃO DE COBRE: TRABALHOS NA LITERATURA

A tabela 3 mostra alguns trabalhos publicados na literatura sobre o uso de ICP-

OES para análise de cobre em diversas matrizes, enquanto a tabela 4 faz um

levantamento da análise de cobre por ICP-MS. São apresentadas as condições

utilizadas pelo Laboratório de Análise Inorgânica do Inmetro, para fins de

comparação.

12

Tabela 3 - Comparação entre técnicas de ICP-OES da literatura e técnica empregada para

as análises de cobre no Inmetro

[ENGELHARD et al., 2007] [MORALES et al., 1998] Inmetro

Técnica ICP-OES ICP-OES ICP-OES

Aparelho

Spectro Ciros CCD ICP OES espectrômetro (axial plasma viewing)

(Spectro, Kleve, Alemanha)

Perkin-Elmer Optima 300 DV (radial viewing)

Ultima 2 ICP-OES (Horiba Jobin Yvon)

Radio-frequência (rf) 1400 W 1200 W 1300 W Fluxo de gás total

(“total gas flow”) 14,1 L/min Argônio 15,0 L/min Argônio -

Fluxo de gás somente para o

plasma - - 15 L/min Argônio

Fluxo de gás carreador

(“sample gas carrier flow”) 0,8 L/min Argônio - -

Fluxo de gás adicional

(“additional gas flow”) 0,3 L/min - -

Fluxo de gás auxiliar

(“auxiliary plasma gas flow”) 1,0 L/min Argônio 0,5 L/min 1,4 L/min Argônio

Fluxo de gás de saída

(“outer plasma gas flow”) 12,0 L/min - -

Fluxo de gás nebulizador

(“nebulizer gas flow”) - 0,5 L/min 0,61 L/min

Sistema de introdução de

amostras

Nebulizador ultrassônico (USN) U-6000 AT+ (Cetac Technologies,

Omaha, NE, USA)

Nebulizador ultrassônico (USN) U-6000 AT+ (Cetac

Technologies, Omaha, NE, USA)

Programação do sistema de

introdução de amostras

USN, temperatura de aquecimento: 413 K, temperatura de resfriamento:

275 K

USN: nebulização: 140 ºC, resfriamento pós-nebulização:

-10 ºC, fluxo de ar para nebulização: 0,61 ml/min,

membrana a 160 ºC, fluxo de ar na membrana: 1 ml/min

Fluxo de injeção de amostra 2,5 ml/min 1 ml/min 1 ml/min (bomba peristáltica) Tipo de amostras “rye grass” e Materiais de Referência Materiais de Referência Materiais de Referência

Digestão e preparo de

amostras

Digestão com HNO3 (conc.) em microondas CEM Mars 5 (CEM

Corporation, Mathews, NC, USA), 300 W, 55 bar, gradiente até 393K/5 min, até 433 K/5 min, até 473 K/5 min (temperaturas intermediárias mantidas por 5 min e temperatura

final mantida por 30 min)

Amostras preparadas em HNO3 2%

Em geral as amostras sofrem digestão química, sendo então reconstituídas em HNO3 2% ou em solução contendo baixo conteúdo de álcool (até 7%)

Comprimento de onda Cu(I): 324,754 / 327,396 nm Cu(I): 324,754 / 327,396 nm Cu: 324 nm Metais avaliados Cu e outros (ver artigo)

Faixa linear Faixa linear estimada para Cu em etanol a 70%: 5-100 ppb

Limite de Detecção (LOD) 0,06 ppb (µg/L) 0,12 ppb (µg/L)

0,5 ppb para Cu em etanol a 7% (valor estimado para Cu em etanol a 70%: 1-2 ppb)

13

Tabela 4 - Comparação entre técnicas de ICP-MS da literatura e técnica empregada para

as análises de cobre no Inmetro

[UPADHYAY et al., 2004] [NARDI et al., 2009] Inmetro

Técnica ICP-MS ICP-MS ICP-MS

Aparelho

ICP-MS de alta resolução (Thermo Finnigan Element 2, Bremen,

Alemanha)

ICP-MS Elan DRC II (Perkin Elmer, Norwalk, CT), câmara de spray ciclônica, nebulizador Meinhard

ICP-MS Elan DRC II (Perkin Elmer), câmara de spray ciclônica,

nebulizador Meinhard Radio frequência - 1100 W 1100 W

Fluxo de gás nebulizador

(“nebulizer gas flow”) - 0,6 – 0,9 L/min Argônio

0,6 – 0,9 L/min Argônio (0,86 L/min Argônio)

Scan mode - Peak hopping Peak hopping Resolução - 0,7 amu 0,7 amu

Tempo de replicata

(“replicate time”) - 1 s 1 s

Dwell time - 50 s 50 s Sweeps / reading - 20 20

Tempo de integração

(“integration time”) - 1000 ms 1000 ms

Isótopos - 63Cu 63Cu e 65Cu

Tipo de amostras

Poliuretano, polipropileno, “quarz fiber”, celulose (filtros para

amostragem de traços de metais em particulados atmosféricos) e

Materiais de Referência

Alimentos e Materiais de Referência

Sistema de digestão e

preparo de amostras

Pré-digestão por 24 em mistura de HNO3 (7,5 ml) e H2O2 (2,5 ml),

seguida da adição de HCl (1,9 ml) e HF (0,5 ml) e digestão em

microondas CEM Mars 5: 1200 W, gradiente partindo da temperatura

ambiente até 180 ºC em 30 minutos, mantendo-se a

temperatura final por 30 min. Após resfriamento por 1 h, evaporação da mistura ácida a 60 ºC até

redução do volume final a 0,5 ml, seguida de diluição em água. Foram adicionados padrões

internos para eliminar efeitos de matriz e compensar o drift do

aparelho (10 µl de solução 1 mg/L para cada 10 ml de solução de

amostra).

Digestão usando 0,10 g - 0,25 g de amostra, 4 ml de solução de ácido nítrico concentrado a 20% v/v (ou 14 mol/L) e 2 ml de peróxido de

hidrogênio a 30% v/v, em forno de microondas Ethos 1600 (Milestone,

Monroe, CT). Programa de temperatura: 160 ºC/1000 W por 4,5 min; 160 ºC/0 W por 0,5 min; 230 ºC/1000 W por 5,0 min; 230 ºC/1000 W por 15,0 min; 0 ºC/0 W por 20,0 min. Após resfriamento, foi adicionada água Milli Q até o volume desejado (1). Foram

adicionados padrões internos para compensar o drift do aparelho.

Soluções estoque preparadas em HNO3 2% (v/v).

Metais avaliados Cu e outros (ver artigo) - Cu Faixa linear - - -

Limite de Detecção (LOD) 10 ng/L (10 ppt) 16 ng/L (16 ppt) 17 ng/Kg (17 ppt) Taxas de recuperação - - 96-98%

(1) Os autores avaliaram quatro técnicas de digestão, sendo que a primeira (listada acima) foi a mais eficiente. As outras três técnicas foram:

- 4 ml de solução de HNO3 14 mol/L e microondas (digestão duas vezes menor). - 4 ml de solução de HNO3 2,8 mol/L, 2 ml de H2O2 30% v/v e microondas (digestão semelhante àquela do procedimento descrito na tabela).

- 1 ml de solução de HNO3 14 mol/L, 3 ml de HCl 12 mol/L e microondas (digestão 1,5 vezes menor).

14

3 MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 ETAPAS DE DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO

Foram planejadas as seguintes etapas para o trabalho:

1) Obtenção de matrizes homeopáticas;

2) Preparo de amostras de matrizes homeopáticas em laboratório para leitura

no ICP-OES e ICP-MS;

3) Preparo da curva de calibração de cobre;

4) Determinação da concentração de cobre nas diluições homeopáticas por

ICP-OES e ICP-MS;

5) Determinação do Limite de Quantificação (LOQ) e do Limite de Detecção

(LOD) do ICP-OES e do ICP-MS para o cobre.

As etapas 1 e 2 foram concluídas. As etapas 3 e 4 foram iniciadas, mas não

concluídas devido aos problemas ocorridos, como relatado a seguir. A etapa 5

baseou-se apenas em dados teóricos, uma vez que dependia da conclusão

satisfatória da etapa 3.

3.2 AMOSTRAS, REAGENTES E MATERIAIS

3.2.1 AMOSTRAS DE MATRIZES HOMEOPÁTICAS DE COBRE

As matrizes homeopáticas utilizadas neste trabalho foram gentilmente

preparadas pela farmácia homeopática “Sanatus Homeopatia”, localizada à

Rua Dom Pedro II, 37, Centro, Petrópolis, RJ, sob coordenação de Maria Luisa

Correa, CRF-RJ 5331.

As seguintes matrizes foram preparadas sob encomenda (Figura 2):

• Cuprum metallicum 3 CH, triturado, 2 g

• Cuprum metallicum 4 CH, 100 ml, em etanol a 20%





15

Figura 2 - Matrizes homeopáticas de cobre (3 CH, 4 CH, 5 CH, 6 CH, 9 CH e 12 CH)

Embora a preparação das matrizes pela “Sanatus Homeopatia” não tenha sido

acompanhada, segue uma descrição das etapas necessárias para o preparo

farmacotécnico, conforme F. H. B. II ed. O ponto de partida é o cobre metálico,

o qual é insolúvel em água e em etanol. Assim, as três primeiras centesimais

são preparadas por trituração com lactose.

Preparo da 1 CH:

1. Pesar 3 porções de 3,3 g de lactose cada (total: 9,9 g), transferir a primeira

porção para gral de porcelana e reservar as demais.

2. Triturar a primeira porção de lactose até o preenchimento dos poros do gral.

3. Adicionar 0,1 g de cobre metálico e misturar com a espátula até

homogeneizar.

4. Triturar energicamente por 6 minutos, raspar a parede do gral e o pistilo

com espátula por 4 minutos, triturar novamente por mais 6 minutos e raspar

por mais 4 minutos.

5. Adicionar a segunda porção de lactose, homogeneizar com a espátula e

repetir o procedimento de trituração e raspagem (6 min, 4 min, 6 min, 4

min).

6. Adicionar a terceira porção de lactose, homogeneizar com a espátula e

repetir o procedimento de trituração e raspagem (6 min, 4 min, 6 min, 4

min).

16

Preparo da 2 CH:

Repetir o procedimento de preparo da 1 CH, utilizando no entanto 0,1 g de 1

CH.

Preparo da 3 CH:

Repetir o procedimento de preparo da 1 CH, utilizando 0,1 g de 2 CH.

Preparo da 4 CH:

1. Pesar 1 g da trituração 3 CH.

2. Adicionar 80 ml de água.

3. Adicionar 20 ml de álcool a 96% v/v.

4. Tampar e aplicar 100 sucussões.

Obs.: O líquido a ser dinamizado deve ocupar 2/3 (F. H. B. II ed.) ou ½ a 2/3 (MNT 3. ed.) da

capacidade do frasco a ser utilizado.

Preparo das matrizes a partir da 5 CH:

1. Pipetar para frasco 1 parte da matriz imediatamente anterior.

2. Adicionar 99 partes de etanol a 70%.

3. Tampar e aplicar 100 sucussões.

Obs.: O líquido a ser dinamizado deve ocupar 2/3 (F. H. B. II ed.) ou ½ a 2/3 (MNT 3. ed.) da

capacidade do frasco a ser utilizado.

3.2.2 REAGENTES

• Água purificada tipo I (Milli Q);

• Etanol absoluto Merck (ethanol absolute for analysis ACS, ISO, Reag. Ph

Eur, lote K39687683913, Cu < 0,000002%) (1. experimento ICP-OES);

• Etanol absoluto Tedia (ethyl alcohol absolute 200 proof ACS/USP, lote

605234) (1. experimento ICP-OES);

Nota: O preparo de álcool 70% foi feito a partir de 9 ml de álcool absoluto (d = 0,792 g/ml;

m = 7,128 g) e 3 ml de água Milli Q. A concentração final foi 70,4 % p/p (= 7,128 g / 10,128

g).

• Peróxido de hidrogênio 30% p.a Merck, lote K39134010 (experimentos no

ICP-MS);

17

• Ácido nítrico tri-destilado no próprio laboratório, a partir de ácido nítrico 65

% p.a. Merck, lote K40166556920 (1. experimento ICP-OES e 1.

experimento ICP-MS) e lote K37597356730 (2. experimento ICP-MS).

3.2.3 MATERIAIS

• Frascos plásticos de 50 ml com tampa.

• Vidrarias.

• Espátulas de aço inox.

3.2.3.1 DESCONTAMINAÇÃO DE FRASCOS E VIDRARIAS

Os frascos e vidrarias utilizados para o preparo de amostras para análise de

cobre foram imersos em ácido nítrico a 10% por no mínimo 12 h, sendo

posteriormente enxaguados com água tipo I e levados à estufa a 35 °C.

3.3 EQUIPAMENTOS

3.3.1 ICP-OES

3.3.1.1 Princípios de funcionamento do ICP-OES

O ICP-OES opera com a atomização de íons metálicos no plasma de argônio a

altas temperaturas e sua excitação, com posterior emissão da energia

absorvida, a qual é detectada por sistema óptico de alta resolução.

O nebulizador ultrassônico com membrana de desolvatação permite a injeção

direta de amostras contendo solventes, os quais são retirados na membrana,

não atingindo o plasma, o que poderia desestabilizá-lo.

3.3.1.2 ICP-OES: Condições testadas

• Fabricante: Horiba Jobin Yvon (Figura 3)

• Modelo: Ultima 2

• Radio-frequência: 1300 W

• Fluxo de argônio (plasma): 15 L/min

18

• Fluxo auxiliar de argônio: 1,4 L/min

• Método utilizado: USN - álcool (para medidas de cobre em etanol)

• Comprimento de onda de detecção: 324 nm

• Fluxo de injeção de amostra: 1 ml/min

• Injeção de amostras: Automática, através de bomba peristáltica.

• Limite de detecção esperado para amostras de cobre em soluções

contendo até 7 % de etanol: 0.5 ppb. Em presença de maiores

concentrações de álcool, o limite de detecção esperado é 1-2 ppb.

• A faixa linear do aparelho para cobre, em soluções contendo concentrações

de álcool maiores que 7 %, é estimada em 5-100 ppb.

3.3.1.3 Dados sobre o nebulizador ultrassônico (USN) com membrana de

desolvatação acoplado ao ICP-OES

• Fabricante do nebulizador ultrassônico (USN – ultrasonic nebulizer): Cetac

Technologies

• Modelo: U60000AT+

• Temperatura de nebulização: 140 ºC

• Temperatura de resfriamento após nebulização: -10 ºC

• Fluxo de argônio para nebulização: 0,61 ml/min

• Temperatura na membrana: 160 ºC

• Fluxo de argônio na membrana: 1 ml/min

3.3.1.4 Etapas de uso do ICP-OES

1. Ligar sistema de resfriamento do ICP-OES, fornecimento de gás (argônio),

exaustão, nebulizador e membrana, bomba peristáltica.

2. Purgar o sistema com argônio (√ controles).

3. Ligar o plasma (janela “Automatismo”).

4. Verificar o drift do detector em relação à linha de carbono a 193 nm

(comando “Ordem Zero”, comando “Referência”) (drift registrado em

15.04.2010: 0,0065).

5. Injetar etanol absoluto Merck para limpeza do sistema. Acionar o sistema de

nebulização somente quando o álcool atingir a câmara de nebulização.

19

Figura 3 - ICP-OES Ultima 2 (Horiba Jobin Yvon) com nebulizador ultrassônico

U60000AT+ (Cetac Technologies)

3.3.2 ICP-MS

3.3.2.1 ICP-MS: Condições testadas

• Fabricante: Perkin Elmer (Figura 4)

• Modelo: Elan DRC II (câmara de spray ciclônica, nebulizador Meinhard)

• Radio-frequência: 1100 W

• Fluxo de gás nebulizador (argônio): 0,6 – 0,9 L/min (0,86 L/min)

• Limite de detecção esperado para amostras de cobre: 17 ng/Kg (17 ppt)

• Injeção de amostras: Automática, através de bomba peristáltica

3.3.2.2 Etapas de uso do ICP-MS

Após ser ligado, o ICP-MS foi estabilizado por cerca de 1 h. Em seguida,

realizou-se a leitura de padrão interno de calibração e das amostras.

Figura 4 - ICP-MS Elan DRC II (Perkin Elmer)

20

3.3.3 OUTROS EQUIPAMENTOS

3.3.3.1 Balança analítica

O preparo de amostras foi feito em balança analítica com resolução 0,1 mg

(PT006, Labin).

3.3.3.2 Purificador de água

Para obtenção de água purificada tipo I, foi utilizado equipamento Milli Q

(Millipore).

3.3.3.3 Estufa

A secagem de vidrarias e materiais foi realizada em estufa.

3.3.3.4 Sistema de digestão de amostras assistido por microondas

A digestão de amostras para leitura em ICP-MS foi realizada no sistema

Microwave Reaction System, Multiwave 3000, Anton Paar (Figura 5).

Este sistema tem espaço para oito tubos de quartzo, mas as digestões foram

realizadas sempre utilizando quatro tubos, dispostos de modo diametralmente

opostos.

Foi utilizada potência de 1000 W (NARDI et. al, 2009) e de acordo com o

programa da tabela 5. O equipamento não permite o ajuste de temperatura, a

qual varia automaticamente com a potência aplicada. O programa descrito a

seguir gerou temperaturas em torno de 200 °C e pressões inferiores a 60 Bar.

Tabela 5 - Programação do forno de microondas para digestão de amostras para análise

por ICP-MS

Power Ramp Holder 1000 10 25

0 5 5

21

Figura 5 - Sistema de digestão assistido por microondas Multiwave 300 (Anton Paar)

3.3.3.5 Banho seco

Para evaporação de solventes de amostras, foi utilizado banho seco Nova

Ética, programado para a temperatura de 110 °C.

3.4 PREPARO DE AMOSTRAS DE MATRIZES HOMEOPÁTICAS PARA

LEITURA POR ICP-OES E ICP-MS

A tabela 6 sumariza o procedimento usado no preparo farmacotécnico das

matrizes homeopáticas, bem como o procedimento utilizado em laboratório

para preparo das amostras para leituras nos equipamentos.

Para leitura no ICP-MS, é necessária a digestão da amostra para destruir

qualquer matéria orgânica, especialmente etanol e lactose, pois tais

substâncias podem levar ao entupimento do cone do aparelho. Adicionalmente,

o etanol pode levar ao apagamento do plasma.

Para leitura no ICP-OES, a injeção direta de amostras em etanol a 70% foi

possível somente devido à presença do nebulizador ultrassônico, que é capaz

de retirar solventes. Foram injetadas diretamente no ICP-OES as matrizes 5

CH e 12 CH, pois considerou-se que a partir da 5 CH o teor de lactose já era

baixo o suficiente para não comprometer o aparelho, embora a lactose também

seja um interferente para as análises neste equipamento.

22

Tabela 6 - Resumo do preparo farmacotécnico das matrizes homeopáticas e do preparo

laboratorial para leitura no ICP-OES e ICP-MS

CH Preparo

farmaco-

técnico (a) Veículo

Concentração Preparo laboratorial

para leitura no ICP-OES Preparo laboratorial

para leitura no ICP-MS

(g/g)

ppm

(µg/g)

ppb

(µg/kg) Preparo

Conc.

(ppm)

(µg/ml)

Conc.

(ppb)

(µg/L) Preparo

Conc.

(ppm)

(µg/ml)

Conc.

(ppb)

(µg/L)

1 CH

1 g Cuprum

metallicum + 99 g lactose (trituração)

Lactose 10-2 104 107 - - - - - -

2 CH 1 g 1 CH + 99 g lactose (trituração)

Lactose 10-4 102 105 - - - - - -

3 CH 1 g 2 CH + 99 g lactose (trituração)

Lactose 10-6 100 103 - - -

200 mg, digestão, volume final 4 ml

(b)

0,05 50,0

g/ml ppm

(µg/ml)

ppb

(µg/L)

4 CH

1 g 3 CH, 80 ml água, 20 ml álcool 96%

Álcool 20%

10-8 10-2 101 - - -

20 ml, digestão, volume final 4 ml

(c)

0,05 50,0

5 CH 1 ml 4 CH, 99 ml etanol

70%

Álcool 70%

10-10 10-4 10-1 Leitura direta

10-4 10-1 (c) 0,0005 0,50


70%

Álcool 70%

10-12 10-6 10-3 - - - (c) 5 x 10-6 0,005


70%

Álcool 70%

10-14 10-8 10-5 - - - - - -


70%

Álcool 70%

10-16 10-10 10-7 - - - - - -


70%

Álcool 70%

10-18 10-12 10-9 - - - (c) 5 x 10-12 5 x 10-9

10 CH

1 ml 9 CH, 99 ml etanol

70%

Álcool 70%

10-20 10-14 10-11 - - - - - -

11 CH


70%

Álcool 70%

10-22 10-16 10-13 - - - - - -

12 CH


70%

Álcool 70%

10-24 10-18 10-15 Leitura direta

10-18 10-15 (c) 5 x 10-18 5 x 10-15

(a) Ver detalhamento do preparo farmacotécnico no item 3.2.1. Na tabela não são citadas as 100 sucussões para as potências

líquidas, nem a trituração para as potências sólidas.

(b) 0,2 mg + 4 ml HNO3 conc. + 2 ml de H2O2 30%, digerir em microondas, evaporar e reconstituir em 4 ml de HNO3 2%.

(c) Evaporar 20 ml até quase secura, adicionar 4 ml HNO3 conc. e 2 ml de H2O2 30%, digerir em microondas, evaporar e

reconstituir em 4 ml de HNO3 2%.

23

3.4.1 Experimento no ICP-OES

No experimento realizado no ICP-OES (15.04.2010), as matrizes 5 CH e 12 CH

foram lidas diretamente no aparelho, sem abertura das amostras.

3.4.2 Experimento 1 no ICP-MS

O procedimento consistiu em evaporar 20 ml das matrizes líquidas até secura

ou tomada de amostra de 50 mg da matriz sólida (3 CH), adição de HNO3 conc.

ou de mistura HNO3 conc. - H2O2 v/v (2:1) (NARDI et al., 2009), digestão das

amostras em banho seco a 110 °C, evaporação até secura e reconstituição da

amostras em 4 ml de ácido nítrico a 2 %.

3.4.3 Experimento 2 no ICP-MS

O procedimento consistiu em evaporar 20 ml das matrizes líquidas até secura

ou tomada de amostra de 0,2 g da matriz sólida (3 CH), adição de 6 ml de

mistura HNO3 conc. - H2O2 v/v (2:1) (NARDI et al., 2009), digestão em forno de

microondas, evaporação das soluções em banho seco a 110 °C e

reconstituição da amostras em 4 ml de ácido nítrico a 2%.

As etapas seguidas em 30.09.2010 estão sumarizadas na Figura 6 e são

descritas a seguir:

24

Matriz sólida (3 CH)

Matrizes líquidas

(4 CH, 5 CH, 6 CH, 9 CH, 12 CH)

Pesagem da amostra (0,2 g)

Pesagem da amostra (20 ml) e evaporação do

solvente em banho seco a 110 °C

�

Transferência para tubo de

quartzo e adição de HNO3 conc. (4 ml) e H2O2 30% v/v (2 ml)

� Digestão em microondas �

Transferência das soluções digeridas para frascos plásticos e evaporação em banho seco a

110 °C

�

Reconstituição em ácido nítrico

a 2 % (4 ml)

�

Leitura no ICP-MS

Figura 6 - Etapas de preparo das amostras para ICP-MS (experimento 2)

Detalhamento do preparo de amostras para ICP-MS (experimento 2):

Matriz sólida (3 CH):

- Pesar um vidro de relógio pequeno e registrar a massa.

- Adicionar 0,2 g da matriz sólida (triturado em lactose) e registrar a massa (os experimentos de

30.09.2010 foram feitos em triplicata).

Obs.: A massa de matriz sólida é posteriormente calculada por diferença.

- Transferir a matriz para um tubo de quartzo (microondas).

- Adicionar 4 ml de ácido nítrico concentrado.

- Adicionar 2 ml de peróxido de hidrogênio 30%.

Obs.: Usar o ácido e o peróxido para a lavagem do tubo plástico (transferência quantitativa).

- Preparar o branco, usando os mesmos volumes de ácido e peróxido.

- Anotar os números dos tubos gravados no quartzo e fazer a correspondência com o número

da amostra em preparação.

- Tampar os tubos de quartzo e levá-los à digestão em microondas.

Obs.: A distribuição dos tubos no microondas deve ser feita de modo uniforme, para não

danificar o rotor (ex.: 4 tubos, colocados em posições opostas 2 a 2).

25

- Pesar um tubo de plástico com tampa (não reutilizável) e registrar a massa. Rotular o tubo e a

tampa com o número da amostra.

- Transferir o líquido restante da digestão para o tubo plástico. Usar no mínimo três pequenos

volumes de água tipo I na transferência, realizando a lavagem inclusive da tampa do tubo de

quartzo.

- Colocar os tubos em banho seco a 110 °C, sem tampa, e aguardar a evaporação até secura.

- Aguardar o resfriamento do tubo, pipetar 80 µl de ácido nítrico concentrado, agitar alguns

segundos para dissolver o resíduo, pipetar 4 ml de água tipo I para o tubo, tampar, pesar,

registrar a pesagem e homogeneizar (conc. final de ácido nítrico: 2 %). Reservar o tubo com

amostra para leitura no espectrômetro.

Matrizes líquidas (4 CH, 5 CH, 6 CH, 9 CH, 12 CH):

- Pesar frasco de plástico com tampa e registrar a massa.

- Retirar a tampa, adicionar cerca de 20 ml de matriz líquida em etanol, recolocar a tampa e

registrar a massa (em 30.09.2010, as matrizes líquidas foram preparadas em duplicata).

Obs.: A massa de matriz líquida é posteriormente calculada por diferença.

- Colocar os tubos em banho seco a 110 °C, sem tampa, e aguardar a evaporação do etanol.

Não permitir a secagem até secura, pois isto inviabilizará a transferência do resíduo para o

tubo de quartzo (microondas).

Nota: A evaporação do solvente é necessária para evitar risco de explosão no microondas.

- Transferir o líquido residual da evaporação para um tubo de quartzo.

- Adicionar 4 ml de ácido nítrico concentrado.

- Adicionar 2 ml de peróxido de hidrogênio 30%.

Obs.: Usar o ácido e o peróxido para a lavagem do tubo plástico (transferência quantitativa).

- Preparar o branco, usando os mesmos volumes de ácido e peróxido.

- Anotar os números dos tubos gravados no quartzo e fazer a correspondência com o número

da amostra em preparação.

- Tampar os tubos de quartzo e levá-los à digestão em microondas.

Obs.: A distribuição dos tubos no microondas deve ser feita de modo uniforme, para não

danificar o rotor (ex.: 4 tubos, colocados em posições opostas 2 a 2).

- Pesar um tubo de plástico com tampa e registrar a massa. Rotular o tubo e a tampa com o

número da amostra.

- Transferir o líquido restante da digestão para o tubo plástico. Usar no mínimo três pequenos

volumes de água tipo I na transferência, realizando a lavagem inclusive da tampa do tubo de

quartzo.

- Colocar os tubos em banho seco, sem tampa, e aguardar a evaporação até secura.

- Aguardar o resfriamento do tubo, pipetar 80 µl de ácido nítrico concentrado, agitar alguns

segundos para dissolver o resíduo, pipetar 4 ml de água tipo I para o tubo, tampar, pesar,

registrar a pesagem e homogeneizar (conc. final de ácido nítrico: 2 %). Reservar o tubo com

amostra para leitura no espectrômetro.

26

3.5 CÁLCULOS PARA CURVA DE CALIBRAÇÃO DE COBRE

A tabela 7 mostra os cálculos para o preparo da curva de calibração de cobre a

partir de solução estoque de concentração 100 ppm (100.000 ppb). Somente

as soluções com concentração de até 25 ppm destinam-se à leitura no ICP-MS.

Tabela 7 - Curva de calibração de cobre

Solução em

preparo

Solução de

partida

Volume de

solução de

partida (ml)

Volume de

ácido nítrico

2% (ml)

Volume total

(ml)

Concentração

final (ppb)

(em volume)

Volume

restante para

leitura (ml)

Estoque - - - - 100.000 -

1 Estoque 0,4 39,6 40 1000 39

2 1 1 19 20 50 10

3 2 10 10 20 25 10

4 3 10 15 25 10 15

5 4 10 10 20 5 16

6 5 4 16 20 1 10

7 6 10 10 20 0,5 10

8 7 10 10 20 0,25 10

9 8 10 15 25 0,1 15

10 9 10 10 20 0,05 10

11 10 10 10 20 0,025 10

12 11 10 10 20 0,0125 10

13 12 10 10 20 0,00625 10

14 13 10 10 20 0,003125 10

15 14 10 10 20 0,0015625 20

3.6 DETERMINAÇÃO DOS LIMITES DE DETECÇÃO E QUANTIFICAÇÃO

DOS EQUIPAMENTOS

O Limite de Detecção (LOD) e o Limite de Quantificação (LOQ) dos

equipamentos podem ser determinados a partir dos resultados para a curva de

calibração prevista na tabela 08, com base no método do sinal / ruído (S / N:

Signal-to-Noise) (ICH, 1994).

27

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

4.1 EXPERIMENTO NO ICP-OES

4.1.1 RESUMO DO PROCEDIMENTO UTILIZADO

As amostras das matrizes 5 CH e 12 CH, formuladas em álcool a 70 %, foram

lidas diretamente no ICP-OES (experimento de 15.04.2010). Adicionalmente,

foram lidas amostras de etanol absoluto e etanol a 70 %.

4.1.2 RESULTADOS E DISCUSSOES

Os resultados das leituras no ICP-OES são mostrados na tabela 8.

Tabela 8 - Resultados do ICP-MS para matrizes 5 CH e 12 CH e etanol (absoluto e 70%)

Amostra Leitura Discussão Álcool etílico

absoluto Merck Leitura próxima ao sinal de

base (ruído) O álcool absoluto Merck contém

quantidades muito baixas de cobre (< 0,000002% ou 20 ppb), as quais não

interferem na leitura do aparelho, sendo obtido somente o sinal de base (ruído).

Álcool etílico Merck 70% p/p

Leitura próxima ao sinal de base (ruído)

Álcool absoluto Tedia

Leitura em torno de 67.000 contagens (Obs.: 1000

contagens equivalem a cerca de 1 ppb de cobre)

O álcool absoluto Tedia contém maiores concentrações de cobre em relação ao

álcool absoluto Merck (não declaradas no rótulo). Sua leitura direta no aparelho

resultou em sinal significativo no comprimento de onda analisado, o qual poderia ser um interferente na análise.

Álcool Tedia 70% p/p

Leitura próxima ao sinal de base (ruído)

A adição de água ao álcool absoluto Tedia causou a diminuição da sensibilidade do

ICP-OES, de modo que o sinal observado com o álcool absoluto desta marca deixou

de ser obtido, verificando-se apenas a linha de base (ruído). Esta perda de

sensibilidade, portanto, deve ser esperada para as amostras 5 CH e 12 CH,

preparadas em álcool a 70%.

5 CH Leitura próxima ao sinal de

base (ruído) Foi observado somente o sinal de base.

12 CH Leitura próxima ao sinal de

base (ruído) Foi observado somente o sinal de base.

28

A análise das matrizes homeopáticas por ICP-OES acoplado ao nebulizador

ultrassônico foi inicialmente escolhida porque a presença deste nebulizador

permite a injeção direta de amostras com altas concentrações de solventes, os

quais são eliminados na membrana, evitando o resfriamento do plasma e

comprometimento da análise. Deste modo, a interferência no ICP-OES do

etanol a 70 % presente nas matrizes homeopáticas a partir da 5 CH seria

eliminada. Adicionalmente, a concentração da lactose a partir desta potência (5

CH) foi considerada baixa o suficiente para permitir sua injeção direta no

sistema, o que é uma vantagem, eliminando a etapa de preparo de amostras.

No entanto, a presença de água no solvente causa a perda de sensibilidade do

aparelho (tabela 8). Testes previamente realizados no laboratório já haviam

revelado uma perda de sensibilidade de 30 % do ICP-OES na detecção de

metais após a adição de água ao álcool. Assim, a baixa concentração de cobre

nas matrizes testadas (5 CH e 12 CH) e a perda de sensibilidade do ICP-OES

devido à presença de água no solvente resultaram em sinais próximos à linha

de base na análise destas matrizes.

A análise das potências 3 CH e 4 CH poderia eventualmente ter resultado em

leitura no ICP-OES, no entanto a injeção direta destas matrizes não seria

possível, já que ambas necessitariam de digestão prévia da lactose, lembrando

ainda que a 4 CH é formulada em mistura contendo 80 % de água e 20 % de

etanol, o que levaria à perda de sensibilidade da análise.

Como o preparo de amostras foi considerado necessário (evaporação do

solvente da matriz quando aplicável, digestão da lactose e reconstituição do

resíduo em ácido nítrico a 2 %), fez-se a opção por prosseguir os experimentos

usando o ICP-MS, que é um equipamento mais sensível em relação ao ICP-

OES.

4.2 EXPERIMENTO 1 NO ICP-MS


O primeiro teste de preparo de amostras para leitura no ICP-MS consistiu na

tomada de amostra de 20 ml (matrizes líquidas) ou 0,2 g (triturado 3 CH),

29

evaporação do solvente das matrizes líquidas, adição de ácido nítrico conc. ou

de mistura ácido nítrico conc. - peróxido de hidrogênio 30% v/v (2:1) (NARDI et

al., 2009) e aquecimento em banho seco a 110 °C para eliminação da matéria

orgânica (digestão). A previsão seria reconstituir o resíduo de amostra em

ácido nítrico a 2% para leitura no ICP-MS.

O preparo gravimétrico de amostras utilizando ácido nítrico concentrado é

mostrado nas tabelas 9 e 10. Como a digestão das amostras não foi

completada, parte da tabela é representada por dados teóricos.

Tabela 9 - Preparo gravimétrico de matrizes líquidas para ICP-MS (1. experimento)

Conc.

teórica de

cobre

(g/ml)

Frasco

vazio (g)

Frasco +

20 ml

matriz (g)

20 ml

matriz (g)

Massa

teórica

cobre (g)

Frasco +

matriz

digerida

(g)

Frasco +

matriz

digerida +

4 ml HNO3

2% (g)

Conc. final

(g/g)

Conc. final

(µg/g)

(ppm)

Conc.

final

(µg/kg)

(ppb)

1 CH4-1 1,00E-08 14,39872 34,18348 19,78476 1,98E-07 14,4 18,4 4,95E-08 4,95E-02 4,95E+01

2 CH4-2 1,00E-08 14,48931 34,34525 19,85594 1,99E-07 14,4 18,4 4,96E-08 4,96E-02 4,96E+01

3 CH5-1 1,00E-10 14,39433 32,27160 17,87727 1,79E-09 14,4 18,4 4,47E-10 4,47E-04 4,47E-01

4 CH5-2 1,00E-10 14,51065 32,63101 18,12036 1,81E-09 14,4 18,4 4,53E-10 4,53E-04 4,53E-01

5 CH6-1 1,00E-12 14,49855 32,52237 18,02382 1,80E-11 14,4 18,4 4,51E-12 4,51E-06 4,51E-03

6 CH6-2 1,00E-12 14,49312 32,29029 17,79717 1,78E-11 14,4 18,4 4,45E-12 4,45E-06 4,45E-03

7 CH9-1 1,00E-18 14,37646 32,16121 17,78475 1,78E-17 14,4 18,4 4,45E-18 4,45E-12 4,45E-09

8 CH9-2 1,00E-18 14,4069 32,04315 17,63625 1,76E-17 14,4 18,4 4,41E-18 4,41E-12 4,41E-09

9 CH12-1 1,00E-24 14,38637 32,62057 18,2342 1,82E-23 14,4 18,4 4,56E-24 4,56E-18 4,56E-15

10 CH12-2 1,00E-24 14,08038 31,98879 17,90841 1,79E-23 14,4 18,4 4,48E-24 4,48E-18 4,48E-15

Dados reais Dados teóricos, já que não houve digestão das amostras

Tabela 10 - Preparo gravimétrico de triturado (3 CH) para ICP-MS (1. experimento)

Conc.

teórica de

cobre

(g/g)

Frasco

vazio (g)

Frasco +

50 mg

amostra

(g)

Frasco +

50 mg (g)

Massa

teórica

cobre (g)

Frasco +

amostra

aberta (g)

Frasco +

amostra

aberta + 4

ml HNO3

2% (g)

Conc.

final (g/g)

Conc.

final

(µg/g)

(ppm)

Conc.

final

(µg/kg)

(ppb)

1 CH3-1 1,00E-06 14,4032 14,4534 0,05002 5,00E-08 14,4 18,4 1,25E-08 1,25E-02 1,25E+01

2 CH3-2 1,00E-06 14,4222 14,4723 0,05001 5,00E-08 14,4 18,4 1,25E-08 1,25E-02 1,25E+01

Dados reais Dados teóricos, já que não houve digestão das amostras

30

4.2.2 RESULTADOS E DISCUSSOES

Embora a previsão fosse de que a lactose seria rapidamente digerida em

presença de ácido nítrico concentrado, ou ainda na presença de uma mistura

ácido nítrico concentrado – peróxido de hidrogênio 30% v/v (2:1), observou-se

que estes oxidantes não foram suficientes para promover a digestão nas

condições utilizadas (banho seco a 110 °C), restando uma “crosta” no fundo

dos tubos após evaporação até secura. Conclui-se portanto que a digestão das

matrizes deveria ser feita em sistema assistido por microondas.

4.3 EXPERIMENTO 2 NO ICP-MS


Este segundo experimento difere do anterior por ter utilizado o sistema de

digestão assistido por microondas no preparo de amostras. Resumidamente,

foram tomadas amostras de 20 ml das matrizes líquidas e 0,20 g da matriz

sólida. Após evaporação do solvente das matrizes líquidas, foram adicionados

6 ml de mistura ácido nítrico concentrado - peróxido de hidrogênio 30% v/v

(2:1) (NARDI et al., 2009). A digestão foi então realizada em microondas

(programação descrita na tabela 5). Em seguida, as soluções foram

evaporadas até secura em banho seco a 110 °C e o resíduo foi retomado em 4

ml de ácido nítrico a 2 % para leitura no ICP-MS.

A tabela 11 mostra a ordem de digestão das amostras em microondas,

enquanto a tabela 12 mostra cálculos de concentrações em volume e em peso.

Tabela 11 - Ordem de preparo das amostras para leitura no ICP-MS (2. experimento)

1°. uso do microondas CH3-1, CH3-2, CH3-3, Branco-1 2°. uso do microondas Branco-3, CH9-2, CH12-1, CH12-2 3°. uso do microondas Branco-2, CH6-1, CH6-2, CH9-1 4°. uso do microondas CH4-1, CH4-2, CH5-1, CH5-2

31

Tabela 12 - Preparo das amostras para leitura no ICP-MS (2. experimento)

CH3-1 CH3-2 CH3-3

Frasco (g) 11.26037 10.90603 11.27654

Frasco + amostra (g) 11.46869 11.10393 11.49212

Amostra (g) (1) 0.20832 0.19790 0.21558

Concentração Cu na potência CH (g/g) 1.00E-06 1.00E-06 1.00E-06

Massa Cu na amostra (g) 2.08E-07 1.98E-07 2.16E-07

Evaporação do solvente - - -

Volume de HNO3 conc. (ml) 4.0 4.0 4.0

Volume de H2O2 (30%, v/v) 2.0 2.0 2.0

Código do tubo de quartzo (microondas) SAP-03 SAP-04 SAP-05

Ordem de digestão (microondas) 1 2 3

Frasco (g) 14.49514 14.39641 14.47878

Frasco (g) + amostra digerida (g) (informativo) 14.49341 14.36613 14.50578

Volume de HNO3 conc. (ml) 0.08 0.08 0.08

Volume H2O (ml) 4.00 4.00 4.00

Volume final de solução (ml) 4.08000 4.08000 4.08000

Concentração de HNO3 na solução (%) 1.96078 1.96078 1.96078

Frasco + am. digerida + 80 mcl HNO3 conc. + 4 ml H2O (g) 18.60030 18.48332 18.62182

Cálculo de concentração em volume

Concentração Cu (g/ml) (2) 5.1059E-08 4.8505E-08 5.2838E-08

Concentração Cu (mg/ml) 5.1059E-05 4.8505E-05 5.2838E-05

Concentração Cu (mcg/ml) (ppm) 5.1059E-02 4.8505E-02 5.2838E-02

Concentração Cu (ppb) (a) 5.1059E+01 4.8505E+01 5.2838E+01

Cálculo de concentração em peso

Massa sol. (am. digerida + HNO3 conc. + H2O) (g) (3) 4.1052E+00 4.0869E+00 4.1430E+00

Concentração Cu (g/g) (4) 5.0746E-08 4.8423E-08 5.2034E-08

Concentração Cu (mg/g) 5.0746E-05 4.8423E-05 5.2034E-05

Concentração Cu (mcg/g) (ppm) 5.0746E-02 4.8423E-02 5.2034E-02

Concentração Cu (ppb) (b) 5.0746E+01 4.8423E+01 5.2034E+01

Diluição adicional da diluição CH3 (1:2)

Suporte (g) 15,25714 15,25714 15,25714 Suporte + frasco (g) 21,51025 21,51507 21,52720 Suporte + frasco + 1 ml CH3 reconstituída (g) 22,51711 22,52259 22,53611 Suporte + frasco + 1 ml CH3 reconst. + 1 ml HNO3 2% (g) 23,52382 23,53036 23,54329


Concentração Cu (ppb) (5) 25,52941 24,25245 26,41912


Massa de CH3 reconstituída (g) (6) 1,00686 1,00752 1,00891

Massa final solução (g) (7) 2,01357 2,01529 2,01609

Concentração Cu (ppb) (8) 25,37484 24,20844 26,03945 (continua)

Legenda: (1) Amostra (g) = (Frasco + amostra) (g) – Frasco (g) (2) Concentração Cu (g/ml) = Massa Cu na amostra (g) / Volume final de solução (ml) (3) Massa sol. (am. digerida + HNO3 conc. + H2O) (g) = (Frasco + am. digerida + 80 mcl HNO3 conc. + 4 ml H2O) (g) – Frasco (g) (4) Concentração Cu (g/g) = Massa Cu na amostra (g) / Massa de solução (amostra digerida + HNO3 conc. + água) (g) (5) Concentração Cu (ppb) = Concentração Cu (ppb) (a) * 0,5 (6) Massa de CH3 reconstituída (g) = (Suporte + frasco + 1 ml CH3 reconstituída (g)) – (Suporte + frasco (g)) (7) Massa final solução (g) = (Suporte + frasco + 1 ml CH3 reconst. + 1 ml HNO3 2% (g)) – (Suporte + frasco (g)) (8) Concentração Cu (ppb) = Concentração Cu (ppb) (b) * Massa de CH3 reconstituída (g) / Massa final solução (g)

32

Tabela 12 - Preparo das amostras para leitura no ICP-MS (2. experimento) (continuação)

CH4-1 CH4-2 CH5-1 CH5-2

Frasco (g) 14.42562 14.47377 14.51629 14.43205

Frasco + amostra (g) 33.99031 34.31237 32.34415 31.44010

Amostra (g) (1) 19.56469 19.83860 17.82786 17.00805

Concentração Cu na potência CH (g/g) 1.00E-08 1.00E-08 1.00E-10 1.00E-10

Massa Cu na amostra (g) 1.96E-07 1.98E-07 1.78E-09 1.70E-09

Evaporação do solvente Evaporação Evaporação Evaporação Evaporação

Volume de HNO3 conc. (ml) 4.0 4.0 4.0 4.0

Volume de H2O2 (30%, v/v) 2.0 2.0 2.0 2.0

Código do tubo de quartzo (microondas) SAP-06 SAP-22 SAP-23 SAP-08

Ordem de digestão (microondas) 13 14 15 16

Frasco (g) 14.38096 14.46036 14.47396 14.48750

Frasco (g) + amostra digerida (g) (informativo)


Volume H2O (ml) 4.00 4.00 4.00 4.00

Volume final de solução (ml) 4.08000 4.08000 4.08000 4.08000

Concentração de HNO3 na solução (%) 1.96078 1.96078 1.96078 1.96078 Frasco + am. digerida + 80 mcl HNO3 conc. + 4 ml H2O (g)


Concentração Cu (g/ml) (2) 4.7953E-08 4.8624E-08 4.3696E-10 4.1686E-10

Concentração Cu (mg/ml) 4.7953E-05 4.8624E-05 4.3696E-07 4.1686E-07

Concentração Cu (mcg/ml) (ppm) 4.7953E-02 4.8624E-02 4.3696E-04 4.1686E-04

Concentração Cu (ppb) 4.7953E+01 4.8624E+01 4.3696E-01 4.1686E-01


Massa sol. (am. digerida + HNO3 conc. + H2O) (g) (3) -1.4381E+01 -1.4460E+01 -1.4474E+01 -1.4488E+01

Concentração Cu (g/g) (4) -1.3605E-08 -1.3719E-08 -1.2317E-10 -1.1740E-10

Concentração Cu (mg/g) -1.3605E-05 -1.3719E-05 -1.2317E-07 -1.1740E-07

Concentração Cu (mcg/g) (ppm) -1.3605E-02 -1.3719E-02 -1.2317E-04 -1.1740E-04

Concentração Cu (ppb) -1.3605E+01 -1.3719E+01 -1.2317E-01 -1.1740E-01

Diluição adicional da diluição CH4 (1:2)

Não aplicável Não aplicável

Suporte (g) 16,53051 16,53051

Suporte + frasco (g) 22,77603 22,75457

Suporte + frasco + 1 ml CH3 reconstituída (g) 23,78547 23,75877

Suporte + frasco + 1 ml CH3 reconst. + 1 ml HNO3 2% (g) 24,79897 24,76855



Concentração Cu (ppb) (5) 23,97634 24,31201



Massa de CH3 reconstituída (g) (6) 1,00944 1,00420

Massa final solução (g) (7) 2,02294 2,01398

Concentração Cu (ppb) (8) 23,32062 24,62838

(continua)

33

Tabela 12 - Preparo das amostras para leitura no ICP-MS (2. experimento) (continuação)

CH6-1 CH6-2 CH9-1 CH9-2

Frasco (g) 14.48319 14.46134 14.42451 14.43744

Frasco + amostra (g) 32.31041 32.57552 33.13716 32.54702

Amostra (g) (1) 17.82722 18.11418 18.71265 18.10958

Concentração Cu na potência CH (g/g) 1.00E-12 1.00E-12 1.00E-18 1.00E-18

Massa Cu na amostra (g) 1.78E-11 1.81E-11 1.87E-17 1.81E-17

Evaporação do solvente Evaporação Evaporação Evaporação Evaporação


Volume de H2O2 (30%, v/v) 2.0 2.0 2.0 2.0

Código do tubo de quartzo (microondas) SAP-03 SAP-02 SAP-05 SAP-23

Ordem de digestão (microondas) 9 10 11 5

Frasco (g) 14.51187 14.39866 14.49453 14.49672

Frasco (g) + amostra digerida (g) (informativo) 14.39725 14.48646


Volume H2O (ml) 4.00 4.00 4.00 4.00

Volume final de solução (ml) 4.08000 4.08000 4.08000 4.08000

Concentração de HNO3 na solução (%) 1.96078 1.96078 1.96078 1.96078 Frasco + am. digerida + 80 mcl HNO3 conc. + 4 ml H2O (g) 18.50807 18.59695


Concentração Cu (g/ml) (2) 4.3694E-12 4.4398E-12 4.5864E-18 4.4386E-18

Concentração Cu (mg/ml) 4.3694E-09 4.4398E-09 4.5864E-15 4.4386E-15

Concentração Cu (mcg/ml) (ppm) 4.3694E-06 4.4398E-06 4.5864E-12 4.4386E-12

Concentração Cu (ppb) 4.3694E-03 4.4398E-03 4.5864E-09 4.4386E-09


Massa sol. (am. digerida + HNO3 conc. + H2O) (g) (3) -1.4512E+01 4.1094E+00 -1.4495E+01 4.1002E+00

Concentração Cu (g/g) (4) -1.2285E-12 4.4080E-12 -1.2910E-18 4.4167E-18

Concentração Cu (mg/g) -1.2285E-09 4.4080E-09 -1.2910E-15 4.4167E-15

Concentração Cu (mcg/g) (ppm) -1.2285E-06 4.4080E-06 -1.2910E-12 4.4167E-12

Concentração Cu (ppb) -1.2285E-03 4.4080E-03 -1.2910E-09 4.4167E-09 (continua)

34

Tabela 12 - Preparo das amostras para leitura no ICP-MS (2. experimento)

CH12-1 CH12-2 Branco-1 Branco-2 Branco-3

Frasco (g) 14.47365 14.48331 14.48243

Frasco + amostra (g) 31.64437 32.31417

Amostra (g) (1) 17.17072 17.83086 -14.48243

Concentração Cu na potência CH (g/g) 1.00E-24 1.00E-24 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00

Massa Cu na amostra (g) 1.72E-23 1.78E-23 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00

Evaporação do solvente Evaporação Evaporação - - -

Volume de HNO3 conc. (ml) 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0

Volume de H2O2 (30%, v/v) 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0

Código do tubo de quartzo (microondas) SAP-06 SAP-22 SAP-08 SAP-08 SAP-08

Ordem de digestão (microondas) 6 7 4 8 12

Frasco (g) 14.51247 14.38930 14.51736 14.38186

Frasco (g) + am. digerida (g) (informativo) 14.51634 14.39393 14.48243 14.51302

Volume de HNO3 conc. (ml) 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08

Volume H2O (ml) 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00

Volume final de solução (ml) 4.08000 4.08000 4.08000 4.08000 4.08000

Concentração de HNO3 na solução (%) 1.96078 1.96078 1.96078 1.96078 1.96078 Frasco + am. digerida + 80 mcl HNO3 conc. + 4 ml H2O (g) 18.62462 18.50548 18.58878 18.62292


Concentração Cu (g/ml) (2) 4.2085E-24 4.3703E-24 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00

Concentração Cu (mg/ml) 4.2085E-21 4.3703E-21 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00

Concentração Cu (mcg/ml) (ppm) 4.2085E-18 4.3703E-18 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00

Concentração Cu (ppb) 4.2085E-15 4.3703E-15 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00

Cálculo de concentração em peso Massa sol. (am. digerida + HNO3 conc. + H2O) (g) (3) 4.1122E+00 4.1162E+00 1.8589E+01 4.1056E+00

-1.4382E+01

Concentração Cu (g/g) (4) 4.1756E-24 4.3319E-24 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00

Concentração Cu (mg/g) 4.1756E-21 4.3319E-21 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00

Concentração Cu (mcg/g) (ppm) 4.1756E-18 4.3319E-18 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00

Concentração Cu (ppb) 4.1756E-15 4.3319E-15 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00

4.3.2 RESULTADOS E DISCUSSÕES

As leituras no ICP-MS não puderam ser realizadas, tendo em vista que a

análise do branco já resultou em leitura muito alta no aparelho (em torno de

60.000 contagens), enquanto as amostras de matrizes homeopáticas mais

diluídas (9 CH e 12 CH) resultaram em contagens próximas àquelas permitidas

para o aparelho (cerca de 300.000).

A principal justificativa para este resultado é a interferência do peróxido de

hidrogênio usado na abertura da amostra (a embalagem indica um conteúdo de

até 20 ppb de cobre). A interferência pelo ácido nítrico foi descartada, tendo em

vista que este ácido foi destilado três vezes antes do uso.

35

5 CONCLUSÕES

Foram planejados experimentos para determinação de cobre em matrizes

homeopáticas (3 CH a 12 CH) utilizando técnicas sensíveis para determinação

de metais: ICP-OES e ICP-MS. Com base no cálculo de concentração de cobre

nas matrizes homeopáticas, nos procedimentos propostos para preparo das

amostras e nos limites de detecção/quantificação esperados para estes

aparelhos (ppb a ppt), havia uma expectativa de que o ICP-OES e o ICP-MS

permitissem a quantificação do cobre até as potências 4 CH, 5 CH ou 6 CH,

lembrando que o ICP-MS é ainda uma técnica mais sensível que o ICP-OES.

No entanto, os experimentos planejados não levaram a resultados satisfatórios,

tendo em vista que:

- Os diferentes tipos de procedimentos utilizados para preparo farmacotécnico

das diferentes matrizes homeopáticas exigem diferentes procedimentos

laboratoriais para o preparo de amostras para leitura nos aparelhos analíticos.

Neste estudo, foram adquiridas: matriz sólida (3 CH), matriz líquida em álcool a

20 % contendo 1 % de lactose (4 CH) e outras matrizes líquidas em álcool a 70

% com menor concentração de lactose (5 CH, 6 CH, 9 CH e 12 CH). Estas

diferentes matrizes demandaram diferentes abordagens para o tratamento de

amostras.

- A digestão da lactose nas amostras, que é um requerimento antes da injeção

em aparelhos analíticos de alta sensibilidade como ICP-OES e ICP-MS,

mostrou-se mais complicada do que esperado. Não foi possível realizar a

digestão somente em ácido nítrico, sendo necessário utilizar sistema de

digestão assistido por microondas.

- O etanol presente nas amostras líquidas também é um importante interferente

nas análises por ICP-OES e ICP-MS, já que pode levar a um resfriamento do

plasma. No caso da leitura no ICP-OES, foi possível a injeção direta das

matrizes 5 CH e 12 CH em etanol a 70 % devido à presença do nebulizador

ultrassônico, que retira solventes, e ainda também por se considerar que o teor

de lactose nestas diluições já era baixo o suficiente para não causar danos ao

aparelho. No entanto, a presença do álcool nas amostras é sabidamente

36

responsável por queda significativa na sensibilidade do ICP-OES, o que pode

justificar a ausência de sinal para a leitura direta da matriz 5 CH.

- O número de etapas para preparo de amostras foi alto em alguns casos, o

que aumentou as chances de erro, perda do metal e também contaminação.

- As baixíssimas concentrações de cobre nas matrizes aumenta a importância

do uso de reagentes de alta qualidade (ultra-puros) (OLESZCZUK et al., 2007).

Tais reagentes são caros e nem sempre estão disponíveis no laboratório. Para

a última análise realizada no ICP-MS, por exemplo, na qual as amostras foram

digeridas em microondas em presença de ácido nítrico concentrado e peróxido

de hidrogênio 30 % v/v (2:1), os altos valores obtidos para a leitura do branco e

também para as amostras de matrizes mais diluídas (9 CH e 12 CH) indicaram

a contaminação em alguma etapa do preparo, por exemplo através do cobre

presente no peróxido de hidrogênio.

Conclui-se, portanto, que o ICP-MS é mais indicado para a análise de matrizes

homeopáticas que o ICP-OES, por ser mais sensível, e que a técnica de

preparo de amostras descrita para o experimento 2 (ICP-MS) está correta mas

deve ser otimizada através de uma das seguintes alternativas:

1) uso de peróxido de hidrogênio de alta pureza em relação ao cobre, ou

2) digestão sem uso de peróxido, ou seja, somente por adição de ácido nítrico

concentrado (tri-destilado) e tratamento em microondas.

37

REFERÊNCIAS

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INSTITUTO HAHNEMANNIANO DO BRASIL ... - A casa da Homeopatia · água e 20 ml de etanol a 96%, e de dinamização (100 sucussões) (F. H. B. II ed.) ou ainda na tomada de 1 g de 3