ICP - MS em Análise de Soro ICP - MS em Análise de Soro SanguíneoSanguíneo

Suene Bernardes dos Santos

suene@if.usp.br

Orientador: Manfredo Harri Tabacniks

SumárioSumário

• Método ICP-MS

• Amostras

• Validação de Método

• Discussão dos resultados

ObjetivoObjetivo

Mestrado

• Desenvolver uma metodologia de análise de soro sanguíneo pelos métodos PIXE e ICP-MS.

Método ICP - MSMétodo ICP - MS(Espectrômetro de Massa com Fonte de Plasma Induzido)

• Introdução de amostras• Fonte de Íons (Tocha)• Interface (Cones)

• Analisador (Quadrupolo)• Detector

Método ICP - MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)

Amostranebulizada

Gás de arraste

TochaICP

Válvula de vácuo

cones amostradore skimmer

lentes

Filtro de massaquadrupolar

injetordetector

Vacuum 10-5 t

Neste método os elementos são atomizados, ionizados e separados com base na sua razão massa-carga (m/q).

• Modelo: ELAN 6100 DRC/ Perkin Elmer

• Nebulizador: Meinhard • Tempo de análise: 5 minutos• Sensível para praticamente

todos os elementos da tabela periódica.

• Limite de detecção: ~ µg/l (ppb)

• Detectores: baixa e alta contagem

ICP - MS – IGUSP

Laboratório de Química e ICP do Instituto de Geociências – USP

Nem tudo são

Interferências EspectroscópicasInterferências Espectroscópicas

- Poliatômicas: formadas pela combinação de espécies da matriz e do plasma (Ar do gás de arraste; O e H da água e ácidos; N, S e Cl de ácidos).

NOH+ 31P+

16O2+ 32S+

40ArO+ 56Fe+

40Ar2+ 80Se+.

Como melhorar: usar branco, outro isótopo, um gás alternativo e tentar melhorar as condições de ajuste do plasma.

Como melhorar: usar o segundo isótopo mais abundante.

44Ca (2,1%)

40Ar 40Ca (97%)

- Isobárica: elementos com isótopos de mesma massa.

- Íons de Dupla Carga: aparecem com “metade da massa”.

Como melhorar: aumentar a vazão do gás de arraste e diminuir a potência de RF.

Interferências EspectroscópicasInterferências Espectroscópicas

- Óxidos e Hidróxidos (MO+, MOH+): formado por constituintes do analito, matriz, gases do plasma e água.

46Ti, 47Ti, 48Ti, 49Ti, 50Ti 62Ni+, 63Cu+, 64Zn+, 65Cu+, 66Zn+

Como melhorar: usando o DRC (Célula de Reação Dinâmica).

DRC – Célula de Reação DinâmicaDRC – Célula de Reação Dinâmica

m/q Elemento Interferências

60 Ni (26,16) 43CaOH, 44CaO

62 Ni (3,66) 46CaO, Na2O, NaK

63 Cu (69,1) 46CaOH, 40ArNa

- Acessório opcional: reduzir interferências espectrais.- Quadrupolo que pode ser pressurizado com um gás de reação.- Reação íon-molécula: entre o gás reativo e espécies do feixe

de íons

Drift InstrumentalDrift Instrumental

• Variação nas condições de introdução de amostras.

• As magnitudes variam de dia para dia e até para elementos diferentes.

• Correção off-line: normalização do sinal com o padrão interno .

• Um elemento para cada grupo de massa (In, Sc, Y, Re).

Coleta• 30 doadores (18 - 25 anos)

• Hospital Universitário – USP

• Tubos: BD Vacutainer sem aditivos (7ml)

• Soro: centrifugação dos tubos a 3000rpm, 20 min.

• Mantidos a -20 °C até análise.

Preparação Soro 1:10

Triton X – 0,05% In, Sc, Y, Re:1μg/l

ICP

Amostras de SangueAmostras de Sangue

Concentração Elementar na AmostraConcentração Elementar na Amostra

a

bcontagemCi

C = Concentração elementari = Espécie química

ICP

Pb

y = 38438x + 12824

R2 = 0.9999

0E+00

5E+05

1E+06

2E+06

2E+06

3E+06

0 10 20 30 40 50 60

Concentration (ppb)

Cou

nts

Exemplo de curva de calibração do ICP para o Pb.

Limites deDetecção e Quantificação

Elemento LD (ppb) LQ (ppb)

Be 0,032 0,11

Al 9,1 30

V 0,029 0,10

Cr 0,049 0,16

Mn 0,052 0,17

Co 0,010 0,033

Ni 0,091 0,30

Cu 0,15 0,50

Zn 3,1 10

Se 0,67 2,2

Mo 0,086 0,29

Cd 0,010 0,033

Sn 0,13 0,44

Tl 0,025 0,083

Pb 0,094 0,31

103 xS

10xS

Região de detecção:

Região de quantificação:

Certificação

Materiais de referência de soro: ICP04S-06 (1), QMEQAS05S-03 (2) e ICP02S-05 (3)(National Institute of Public Health – Québec, Canadá)

ICP04S-06 Median Std. Dev Nb Labs

Ag 1.8 0.31 11

Al 130 9.2 16

As 36 4.3 9

Ba 1.1 0.26 11

Be 2.5 0.35 13

Cd 1.6 0.15 12

Co 1.9 0.20 15

Cr 2.8 0.13 9

Cu 2700 100 16

Hg 1.0 0.25 6

Mn 2.1 0.52 17

Mo 15 2.1 12

Ni 29 2.1 13

Pb 21 1.2 15

Pt 1.0 0.09 6

Sb 7.0 0.44 11

Se 230 21 15

Sn 2.9 0.16 8

Te 6.2 0.68 7

Tl 2.0 0.08 11

U 0.48 0.04 7

V 2.9 0.75 4

Zn 1800 110 16

Valores certificados.

22

x

xz

Comparação dos resultados com os valores certificados usando o teste z.

ResultadosResultadosDistribuição ElementarDistribuição Elementar

• Características de normalidade e lognormalidade: P, S, Cl, K, Ca,

Mn, Zn, Se, Br e Mo

Distribuição: normal e lognormalDistribuição: normal e lognormal

Comparação com a literaturaComparação com a literatura

Mediana das concentrações elementares medidas em soro comparadas com os valores da literatura. As barras de erro indicam os valores de máximo e mínimo.

1E-03

1E-02

1E-01

1E+00

1E+01

1E+02

1E+03

1E+04

1E+05

1E+06

1E+07

Be Al P S Cl K Ca V Cr Mn Fe Co Ni Cup CuI Znp ZnI Se Br Mo Cd Sn Tl Pb

Co

nce

ntr

ação

(p

pb

)

Medido

Literatura

DiscussãoDiscussão

ResultadosResultados

• 22 elementos com 9 ordens de grandeza.

• Bons resultados para os materiais de referência.

• Concentrações elementares coerentes com a literatura (Tl um pouco abaixo).

• Distribuição elementar. Normal: Sn Normais e lognormais: P, S, CL, K, Ca, Mn, Zn, Se, Br e Mo

Lognormais: Al, V, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Cd e PbIndeterminadas: Tl e do Be.

• Aumentar número de amostras.

• Estudar melhor as distribuições elementares.

• Controle clínico de saúde (exames).

EstatísticaEstatística

TécnicasTécnicas

• ICP-MS exige materiais certificados e padrões para cada elemento.

• As duas técnicas foram coerentes na determinação de Cu e Zn.

Perspectivas FuturasPerspectivas Futuras

• Tentar estabelecer um grupo de elementos traço que caracterize o melanoma e colaborar com o diagnóstico precoce da doença.

ObrigadaObrigada