Análise de especiação química de arsênio em arroz por espectrometria de absorção atômica com geração de hidretos e aprisionamento criogênico

Abstract

O arsênio (As) é um dos elementos químicos mais tóxicos e com elevado potencial carcinogênico. Em alimentos, geralmente, pode ser encontrado nas formas de arsenito (As(III)), arsenato (As(V)), ácido monometilarsônico (MMA(V)), ácido dimetilarsínico (DMA(V)) e arsenobetaina (AsB). O As inorgânico (iAs (As(III)+As(V))) é a forma de As mais tóxica. Com isso, é de suma importância a análise de especiação química de As para a avaliação dos riscos associados à ingestão de alimentos contaminados. Nesse sentido, o presente trabalho teve como principais objetivos o desenvolvimento de um método de separação das espécies de As por geração de hidretos com aprisionamento criogênico (HG-CT) e detecção mediante a espectrometria de absorção atômica (AAS) e a sua posterior aplicação para a análise de especiação química de As em arroz. Para a geração de hidretos de As, Tris (hidroximetil)aminometano (Tris.HCl) 0,75 mol L-1 em pH 6 e NaBH4 a 1% (m v-1) foram utilizados. As condições para a separação de arsinas no tubo em U foram otimizadas e uma completa separação dos sinais para o iAs, MMA, DMA e TMAsO foi alcançada. Para a extração das espécies de As presentes no arroz foi empregado o HNO3 0,28 mol L-1 com aquecimento a 95 °C por 90 minutos. O As total foi quantificado após extração com K2S2O8 2% (m v-1) e HNO3 10% (v v-1) seguido pela detecção de As por HG-AAS. Para a análise de especiação química por HG-CT-AAS foram obtidos limites de quantificação de 7,83; 8,75; 5,41 e 4,75 ng g-1 para iAs, MMA, DMA e TMAsO, respectivamente. A exatidão, avaliada através da análise de materiais de referência certificados de farinha de arroz (NIST 1568b, ERM CB211 e NMIJ 7532-a) apresentou recuperações quantitativas das espécies iAs, MMA e DMA (90-103%). Os resultados obtidos para a determinação de iAs, MMA e DMA em 60 amostras de arroz foram comparados com os resultados obtidos para a determinação de As total por HG-AAS. Adicionalmente, a determinação das espécies de As presentes no arroz foi feita por cromatografia a líquido (LC) acoplada a espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). Os resultados obtidos por HG-AAS e LC-ICP-MS foram comparados, individualmente, com os resultados obtidos por HG-CT-AAS e não apresentaram diferença significativa (nível de confiança de 95%).

Arsenic (As) is one of the most toxic chemical element with a high carcinogenic potential. Usually, in food, it can be found as arsenite (As (III)), arsenate (As (V)), methylarsonate (MMA (V)), dimethylarsinate (DMA (V)) and arsenobetaine (AsB). Inorganic As (iAs (As (III) + As (V))) is the most toxic form of As. In this sense, chemical speciation analysis is extremely important to evaluate the risks associated to As intake from contaminated food. In this way, a chemical speciation analysis of As in rice samples was performed using a hydride generation coupled to a cryotrapping (HG-CT) with subsequent detection by atomic absorption spectrometry (AAS). For selective generation of As hydrides, 0.75 mol L-1 Tris (hydroxymethyl)aminomethane (Tris.HCl) buffer (pH 6) and 1% (m v-1) NaBH4 were used. The conditions for collection/separation of arsines in the cryotrapping were optimized and a complete separation of the signals from iAs, MMA, DMA and TMAsO was achieved. Arsenic species were extracted from rice using 0.28 mol L-1 HNO3 and heating at 95 °C for 90 min. In addition, total As determination was performed after extraction with 2% (m v-1) K2S2O8 and 10% (v v-1) HNO3 followed by the detection of As by HG-AAS. The limits of quantification obtained for iAs, MMA, DMA and TMAsO were 7.83, 8.75, 5.41 and 4.75 ng g-1, respectively. The accuracy was evaluated by analysis of certified reference materials of rice flour (NIST 1568b, ERM CB211 and NMIJ 7532-a) and quantitative recoveries for iAs, MMA and DMA were obtained (90-103%). The results obtained for iAs, MMA and DMA in 60 rice samples were compared with those obtained for total As determination by HG-AAS. In addition, the determination of As species present in rice was performed by liquid chromatography (LC) coupled to inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). No significant difference (95% confidence level) was observed between the results obtained by HG-CT-AAS with those determined by HG-AAS and LC-ICP-MS.