Advanced ultrasound-assisted sample pre-treatment for trace elemental analysis by atomic spectrometric techniques

Resumen

Esta Tesis Doctoral se centra en la preparación de muestra, que es una etapa esencial en el proceso analítico. La simplificación, automatización y miniaturización de esta etapa son algunas de las tendencias más recientes en la Química Analítica. Además, la implementación de protocolos limpios Green Chemistry son altamente demandados. En este aspecto, los ultrasonidos proporcionan varias ventajas cuando se aplica a la etapa de preparación de muestra, ya que se trata de una energía limpia y eficiente. En esta tesis se han desarrollado diferentes estrategias en la etapa de preparación de muestra utilizando la energía de ultrasonidos. Además, para llevar a cabo la determinación de diferentes elementos se han utilizado la espectrometría de absorción atómica electrotérmica con atomización electrotérmica (ETAAS) y espectrometría de fluorescencia de rayos X de reflexión total. Se han evaluado varias fases extractantes en combinación con la energía de ultrasonidos producido por el sonoreactor cup-horn para llevar a cabo la extracción asistida por ultrasonidos (UAE) de diferentes elementos a partir de una amplia variedad de muestras. Uno de los objetivos de la Tesis es incrementar la potencial aplicabilidad de ambas técnicas analíticas. Se desarrollaron estrategias de preparación de muestra sencillas para incrementar su uso en laboratorios de rutina. En pimer lugar, se llevó a cabo una revisión bibliográfica de los procedimientos empleados hasta ahora para la preparación de muestras mediante la energía de ultrasonidos. Se evalúo el sonoreactor cup-horn como procesador ultrasónico novedoso para la UAE de Cd, Pb, Mn, Ni y Cr a partir de una amplia variedad de matrices (tejido animal, plantas, algas, liquen, sedimentos, suelos, lodos residuales y cenizas) y Sb y Co en matrices de tipo inorgánico conteniendo altos contenidos de Si previo a la determinación mediante ETAAS. Además, se desarrollaron y compararon dos metodologías para la extracción de Ag y Au a nivel traza muestras medioambientales empleando también el sonorreactor cup-horn. Se utilizó UAE en combinación con el uso de extractantes ácidos (HCl, HF, HNO3) y tiourea. Finalmente se aplicó este procedimiento a muestras medioambientales sólidas de interés. Se desarrolló además una estrategia de preconcentración para la determinación de Au en muestras medioambientales acuosas y sólidas a nivel ultratraza. La combinación de la UAE con la microextracción líquido-líquido dispersiva (DLLME) y con ETAAS resultó ser satisfactoria. Además e aplicó la metodología propuesta a la determinación de Au a nivel ultratraza en muestras reales. Se evaluaron diferentes procedimientos de preparación de muestra (UAE, preparación de suspensiones mediante la energía de ultrasonidos) seguido de la determinación multielemental simultánea mediante TXRF en muestras de origen biológico (tejido animal y plantas medicinales y especias). En este último caso, además, se llevó a cabo la discriminación en función de la parte anatómica usada en la preparación comercial mediante la aplicación del análisis discriminante lineal (LDA) junto con la composición elemental. Para concluir, esta tesis proporciona alternativas para la preparación de muestra en el análisis elemental a nivel traza en una amplia variedad de muestras.