2009 International Nuclear Atlantic Conference - INAC 2009
Rio de Janeiro,RJ, Brazil, September27 to October 2, 2009
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENERGIA NUCLEAR - ABEN
ISBN: 978-85-99141-03-8
METODOLOGIA PARA A DETERMINAÇÃO DE ELEMENTOS
INORGÂNICOS EM SUPLEMENTOS VITAMÍNICOS POR
FLUORESCÊNCIA DE RAIOS X
Lucas Y. Endo1, Otávio Portezan Filho2, Paulo S. Parreira3, Fábio L. Melquíades4
Fábio Lopes5 e Carlos R. Appoloni6
1
Lab.de Física Nuclear Aplicada, Dep. de Física/CCE
Univ. Est. de Londrina, Campus Universitário
Cx. Postal 6001, 86051-990 – Londrina/ PR
[email protected]
2
Lab.de Física Nuclear Aplicada, Dep. de Física/CCE
Univ. Est. de Londrina, Campus Universitário
Cx. Postal 6001, 86051-990 – Londrina/ PR
[email protected]
3
Lab.de Física Nuclear Aplicada, Dep. de Física/CCE
Univ. Est. de Londrina, Campus Universitário
Cx. Postal 6001, 86051-990 – Londrina/ PR
[email protected]
4
Departamento de Física, Univ. Est. do Centro Oeste
Rua Presidente Zacarias, 875
Cx. Postal 3010, 85015-430 Guarapuava/ PR
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5
Lab.de Física Nuclear Aplicada, Dep. de Física/CCE
Univ. Est. de Londrina, Campus Universitário
Cx. Postal 6001, 86051-990 – Londrina/ PR
[email protected]
6
Lab.de Física Nuclear Aplicada, Dep. de Física/CCE
Univ. Est. de Londrina, Campus Universitário
Cx. Postal 6001, 86051-990 – Londrina/ PR
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RESUMO
Apresenta-se uma metodologia para a quantificação de elementos inorgânicos em suplementos alimentares,
utilizando-se um sistema portátil de fluorescência de raios X de baixa potência, na análise de dois produtos
comerciais, ambos encontrados em forma de drágeas. O sistema de PXRF (Portable X-ray Fluorescence) é
constituído por um mini tubo de raios X, filtro de Ag na saída do tubo, um detector semicondutor de Si-PIN e
colimador de Ag na entrada do detector, eletrônica específica para esse tipo de sistema e um microcomputador
para a aquisição e análise dos dados. Amostras e padrões, foram diluídos em ácido bórico, sendo que as
amostras foram preparadas na proporção 1:10 e os padrões variaram de 1:2, 1:5; 1:10; 1:15 e 1:100. Foram
obtidos resultados para Ca, Ti, Mn, Fe, Cu e Zn, com valores que variaram de 0,14 à 8,45 mg/g para a amostra
A e 0,17 à 17,94 mg/g para a amostra B. O sistema portátil PXRF mostra-se uma ferramenta de análise
multielementar com alta velocidade analítica podendo ser empregada in situ tanto para controle de qualidade
como para monitoramento de órgãos de fiscalização.
1. INTRODUÇÃO
Com a mídia mais presente em nosso cotidiano, tanto a televisiva quanto a internet, observase um aumento considerável na quantidade de propagandas sobre técnicas e produtos para
auxiliar o indivíduo na conquista de um corpo mais saudável, indo desde equipamentos para
ginástica passiva até cosméticos e suplementos minerais e vitamínicos. A grande quantidade
de propagandas tem induzido a população adulta a um consumo exagerado de tais
suplementos e muitas vezes sem o acompanhamento de profissionais da área de saúde.
Pesquisas têm demonstrado que uma inadequada ingestão de suplementos pode ocasionar
mais danos que benefícios ao corpo humano[1]. Além disso, durante o processo de fabricação
desses suplementos podem ocorrer contaminações, introduzindo elementos inorgânicos que
não são adequados ao consumo humano, ou a adulteração do produto com a adição de drogas
sintéticas para um apelo comercial da eficácia do produto para um fim específico[2]. Por outro
lado, alguns suplementos naturais podem conter elementos tóxicos como, por exemplo, o
chumbo (Pb)[3]. Encontram-se na literatura, técnicas empregadas para a medida de tais tipos
de amostras como, por exemplo, a de ativação neutrônica[4], que necessita de um reator
nuclear; a espectroscopia Mössbauer, para análise de especiação química do Fe[5], através de
ressonância nuclear gama; espectroscopia de emissão atômica em plasma induzido e também
a fluorescência de raios X por dispersão em energia utilizando equipamentos comerciais
tradicionais de maior potência[7][8], sendo estas técnicas de maior custo analítico. Dessa
forma, a disponibilização de métodos analíticos associados a um sistema portátil de
fluorescência de raios X de baixa potência, torna-se interessante tanto do ponto de vista
econômico, por ser um sistema de baixo custo, quanto do ponto de vista de proteção
radiológica, pois não há a necessidade do uso de blindagem, podendo ser utilizado em
pequena bancada no laboratório.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
Os suplementos analisados são duas amostras comerciais, encontradas em farmácias e lojas
especializadas em materiais esportivos e os padrões utilizados para a determinação da
sensibilidade de detecção, são padrões comerciais na forma de óxidos mono elementares de
Ca, Ti, Mn, Fe, Cu e Zn.
O sistema portátil, PXRF-LFNA-02 (Portable X-ray Fluorescence-Lab. de Fís. Nuclear),
Figura 1, é constituído por um mini tubo de raios X, com anodo de Ag (Moxtek FTC 100),
filtro de Ag (50 μm) na saída do tubo, um detector semicondutor de Si-PIN (Amptek XR100CR) com resolução de 265 eV para a linha de 6,4 keV do Fe e colimador de Ag (4 mm de
diâmetro) na entrada do detector, eletrônica específica para esse tipo de sistema e um
microcomputador para a aquisição e análise dos dados.
Amostras e padrões foram diluídos em ácido bórico, sendo que as amostras foram preparadas
na proporção 1:10 e os padrões variaram de 1:2, 1:5; 1:10; 1:15 e 1:100. Após a diluição,
foram homogeneizados e colocados (1,5g) em suporte próprio para análises por fluorescência
de raios X (Chemplex Inc.).
As condições de operação do sistema foram de 28 kV, 20 μA e 1000 s de aquisição; na
análise dos espectros foi utilizado o programa WinQXAS, disponibilizado pela Agência
Internacional de Energia Atômica (IAEA).
Com padrões de óxidos de Ca, Ti, Mn, Fe, Cu e Zn foram construídos gráficos de
concentração versus intensidade e obtidas as equações de regressão linear possibilitando a
determinação da concentração dos elementos presentes nas drágeas.
INAC 2009, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.
Figura 1. Fotografia do sistema portátil de
fluorescência de raios x.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Na Tabela 1 apresentam-se os resultados preliminares obtidos. Os valores encontrados para o
Ca (amostra A) e Mn (amostra B) e para o Fe, mostraram uma variação bastante significativa
em relação aos reportados nas bulas desses suplementos, sendo ainda necessária a validação
de todos os resultados com padrões certificados.
Tabela 1. Resultados obtidos para os suplementos A e B com o sistema PXRF.
Elemento
Ca
Mn
Fe
Cu
Zn
Amostra A
Concentração (mg/g)
Bula
PXRF
Δ%
12,29 8,45 ± 0,47
-31
0,15
0,18 ± 0,02
17
1,37
2,78 ± 1,68
103
0,15
0,14 ± 0,01
-5
1,14
1,02 ± 0,02
-11
INAC 2009, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.
Amostra B
Concentração (mg/g)
Bula
PXRF
Δ%
14,77 17,94 ± 2,29
21
0,26
0,57 ± 0,05
120
0,30
0,19 ± 0,02
-35
0,15
0,17 ± 0,01
14
1,11
0,99 ± 0,05
-10
4. CONCLUSÕES
A metodologia utilizando o sistema PXRF pode ser empregada na avaliação de suplementos
de elementos inorgânicos, tendo a vantagem de ser uma técnica multielementar, simultânea,
com alta velocidade analítica e baixo custo operacional e ainda podendo ser utilizada in situ.
AGRADECIMENTOS
Agradeço ao Otávio Portezan Filho e Paulo Sérgio Parreira pela ajuda constante; pelo espaço
concedido pelo LFNA (Laboratório de Física Nuclear Aplicada) do Depto Física/CCE para
trabalhar nesse projeto e ao CNPq pelo apoio financeiro, conforme projeto de pesquisa
n°473450/2008-9.
REFERÊNCIAS
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recommendations. Journal of American Dietetic Association, p.10, 1997.
2. Liang, Q.; Qu, J.; Luo, G.; Wang, Y. Rapid and reliable determination of illegal
adulterant in herbal medicines and dietary supplements by LC/MS/MS. Journal of
Pharmaceutical and Biomedical Analysis, v.40, p.305-311, 2006.
3. De Mattos, J.C.P.; Nunes, A.M.; Martins, A.F.; Dressler, V.L.; Flores, E.M.M. Influence of
citric acid as chemical modifier for lead determination in dietary calcium supplement
samples by graphite furnace atomic absorption spectrometry. Spectrochimica Acta Part
B, v.60, p.687-692, 2005.
4. Reis, R.A.S.; Saiki, M. Estudo de suplementos nutricionais pelo método de ativação
neutrônica. In: 2005 International Nuclear Atlantic Conference, Anais, Santos, 2005.
5. Oshtrakh, M.I.; Milder, O.B.; Semionkin, V.A. Determination of iron state in ferrous iron
containing vitamins and dietary supplements: application of Mössbauer spectroscopy.
Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, v.40, p.1281-1287, 2006.
6. Sola-Larrañaga, C.; Navarro-Blasco, I. Preliminary chemometric study of minerals and
trace elements in Spanish infant formulae. Analytica Chimica Acta, v.555, p.354-363,
2006.
7. Perring, L.; Andrey, D.; Basic-Dvorzak, M.; Hammer, D. Rapid quantification of iron,
copper and zinc in food premixes using energy dispersive X-ray fluorescence. Journal of
Food Composition and Analysis, v.18, p.655-663, 2005.
8. Obiajunwa, E.I.; Adebajo, A.C.; Omobuwajo, O.R. Essential and trace elements contents
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INAC 2009, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.