Ventajas del plasma de acoplamiento inductivo sobre la espectroscopia de absorción atómica en la detección de metales pesados

La cuantificación precisa de metales pesados (Hg, Pb, As, Cd, …) en alimentos es esencial para una variedad de aplicaciones en la industria de alimentos: desde el control de calidad hasta la evaluación de riesgos ambientales. Entre las técnicas analíticas disponibles, plasma de acoplamiento inductivo (ICP) y la espectroscopia de absorción atómica (AAS) son dos de las más utilizadas. En muchos sentidos la tecnología ICP presenta ventajas significativas sobre la absorción atómica. Este artículo explorará en detalle estas diferencias y las ventajas que ofrece la ICP en la detección de metales pesados.

Principios básicos de ICP v.s. AAS

ICP-MS es una tecnología analítica que combina la creación de iones en un plasma de argón con la separación y detección de los mismos de acuerdo a su relación masa/carga (UBU, 2022). Por otro lado, la espectroscopia de absorción atómica (AAS) se basa en la absorción de radiación electromagnética por parte de gases (Isaza Cadavid, 2021).

Existe una variación de plasma de acoplamiento inductivo con espectroscopia de emisión atómica (ICP-OES) que genera un estado de excitación en los átomos para la emisión de radiación, que será característica de cada elemento (URL, 2018). Para fines del presente se toma en cuenta ambas tecnologías conjuntamente como ICP.

Sensibilidad y especificidad

Una de las principales ventajas de la ICP sobre la AAS radica en su sensibilidad extremadamente alta. La ICP puede detectar metales pesados en concentraciones del orden de partes por billón (ppb) o incluso hasta partes por trillón (ppt). La absorción atómica típicamente alcanza concentraciones en el rango de partes por millón (ppm). Esta diferencia se vuelve crucial en aplicaciones como en detecciones ambientales, o en otras donde el límite de cuantificación es vital (Díaz Zamora, 2019)

La metodología de ICP permite la detección simultánea de múltiples elementos, lo que la convierte en una herramienta invaluable para muestras de análisis con paneles completos, como podría ser por ejemplo una fórmula infantil. Esto es esencial en aplicaciones donde es necesario evaluar un amplio espectro de metales pesados (Boumans, 1987). Por otro lado, la absorción atómica suele requerir el uso de técnicas secuenciales o pasos extra como el cambio de lámparas para pasar de un elemento a otro, lo que aumenta considerablemente la complejidad y el tiempo de respuesta.

Matrices complejas, tolerancia a interferencias y dinámica

La AAS es considerablemente más susceptible que ICP a interferencias de matriz. Lo que se traduce en la posibilidad de analizar muestras con una mayor variedad de componentes, como matrices biológicas o muestras ambientales complejas; sin necesidad de preparaciones complejas. La tecnología AAS, en cambio, puede requerir pre-tratamientos de muestras más complejos para poder obtener mediciones precisas.

La ICP ofrece un rango lineal más amplio que la espectroscopia de absorción atómica. Lo que se traduce en que es plausible medir concentraciones de analitos en un rango mucho más extenso, y eso sin la necesidad de diluir o pre-concentrar. La absorción atómica se satura en muestras con concentraciones por encima del 75%, lo que limita su capacidad de medición en ciertas aplicaciones (Broekaert, 2002).

Conclusión

Si bien ambas técnicas son útiles en la determinación de metales pesados, ICP se destaca por los siguientes puntos: sensibilidad, especificidad, multi-elementalidad y capacidad para tolerar matrices complejas. Esto convierte al ICP en la elección para las aplicaciones en las que se buscan respuestas precisas y sensibles, especialmente entornos donde la inocuidad alimentaria está en juego.

En última instancia, la elección ICP y AAS responderá a la naturaleza de las muestras y los objetivos del análisis. Sin embargo, como representantes de Eurofins en Latinoamérica, en TSI Life Science Advance contamos con expertos técnicos que los ayudarán a seleccionar la tecnología más adecuada para su plan de control de metales pesados. Para así poder apoyarlos a mantener la inocuidad en su sistema de producción de alimentos. Escríbenos a Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo. o haz click en la sección de "Contacto" nuestro equipo estará más que dispuesto a brindarte atención personalizada.

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Referencias

Boumans, P (1987). Basic concepts and characteristics of ICP-AES, in: P.W.J.M. Boumans (Ed.), Inductively Coupled Plasma Emission Spectroscopy, Part 1, Methodology, Instrumentation, and Performance, Wiley, New York p. 100, Chap. 4.

Broekaert, J (2002). Analytical Atomic Spectrometry with Flames and Plasmas, Wiley VCH Verlag GmbH and KGaA, p.148.

Diaz Zamora, R (2019). VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL ANÁLISIS POR ICP – MS DE METALES PESADOS EN MUESTRAS BIOLÓGICAS. Recuperado de https://boletin.ins.gob.pe/ventajas-y-desventajas-del-analisis-por-icp-ms-de-metales-pesados-en-muestras-biologicas/

UBU (2022). Espectrometría de Masas de Plasma (ICP-MS). Recuperado de https://www.ubu.es/parque-cientifico-tecnologico/servicios-cientifico-tecnicos/espectrometria/espectrometria-de-masas-de-plasma-icp-ms

Isaza Cadavid, J (2021). DETERMINACIÓN DE METALES PESADOS EN MATERIAL PARTICULADO ATMOSFÉRICO POR ESPECTROSCOPÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA: VALIDACIÓN. Recuperado de https://www.redalyc.org/journal/6078/607869210010/html/#:~:text=La%20espectroscop%C3%ADa%20de%20absorci%C3%B3n%20at%C3%B3mica,a%20la%20concentraci%C3%B3n%20de%20cada