Sequential Determination of Cd, Cu, Pb, Co and Ni in Marine Invertebrates by Zeeman Graphite Furnace Atomic Absorption Spectroscopy

Význam tématu

Metalové znečištění oceánského prostředí představuje zásadní ekologickou i toxicologickou výzvu. Stanovení stopových koncentrací kovů v mořských bezobratlých pomáhá porozumět biogeochemickým cyklům, bioakumulaci a poskytuje data pro hodnocení environmentální expozice a rizik člověka.

Cíle a přehled studie / článku

Tato studie se zaměřuje na optimalizaci sekvenční multi-prvkové analýzy Cd, Cu, Pb, Co a Ni v mořských bezobratlých (včetně zooplanktonu a zoobentosu) pomocí grafitové pece s Zeemanovou korekcí na přístroji Agilent SpectrAA-880. Hlavním cílem bylo vyvinout citlivou, přesnou a dlouhodobě stabilní metodu vhodnou i pro velmi malé vzorky.

Použitá metodika

• Příprava vzorků: mikrotrávení ~10 mg sušiny s 100 µL HNO₃ v uzavřených Eppendorfkách při 80 °C po dobu 3 h, doplnění na 2 mL a ředění na 3,25 % HNO₃.
• Chemické modifikátory: Pd(NO₃)₂ a Mg(NO₃)₂ pro Cd, Pb a Ni; pro Cu a Co bez modifikátoru.
• Automatizace: sekvenční dávkování vzorku a standardů pomocí PSD, pravidelná kontrola kalibrace (Reslope), čištění trubice po každém prvku.
• Kontrola kvality: dodržení GLP, slepé vzorky, paralelní injekce (CV 1–5 %), použití CRM Tort-2 a CRM 278R, výpočet detekčních mezí (blank+2,6×SD).
• Statistické vyhodnocení: test normality Lilliefors, ANOVA nebo Welchův test, následně Student-Newman-Keuls pro skupiny hladin.

Použitá instrumentace

• Agilent SpectrAA-880 Zeeman AAS se GTA-110 grafitovou pecí.
• Programové vybavení SpectrAA 3.0, PSD (Programmable Sample Dispenser).
• N₂ plyn kvality 5.0, Zeemanova korekce pozadí.

Hlavní výsledky a diskuse

• Recovery CRM pro Cd, Cu, Pb, Co, Ni: 90–107 %.
• Detekční meze: 0,10–3,5 mg/kg suché hmoty.
• Kalibrace lineární (r ≥ 0,999) bez významných maticových vlivů, 300–600 výpalů trubice bez výměny.
• QA grafy pro oba CRM ukazují dlouhodobou stabilitu a statistickou homogenitu denních měření (P > 0,05).
• Metoda umožňuje multi-prvkové sekvenční stanovení s minimálním objemem vzorku a krátkým časem analýzy.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost stanovit až 5 prvků ze vzorku o hmotnosti ~10 mg.
• Vysoká přesnost a reprodukovatelnost vhodná pro biomonitoring, QA/QC i průmyslové a environmentální studie.
• Minimalizace časové i materiálové náročnosti díky automatizaci a sekvenčnímu měření.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metodiky na další toxické a stopové prvky.
• Integrace s technikami hmotnostní spektrometrie pro speciační analýzy kovů.
• Větší automatizace a vyšší propustnost laboratoře, analýzy prostorově-časových trendů.

Závěr

Navržená metoda sekvenční multi-prvkové analýzy v grafitové peci s Zeemanovou korekcí na Agilent SpectrAA-880 prokázala vysokou citlivost, přesnost a dlouhodobou stabilitu. Je plně validovaná pomocí CRM, vyhovuje požadavkům GLP a je vhodná pro analýzy malých vzorků mořských bezobratlých v biomonitoringu a environmentálních studiích.

Reference

• Rainbow P.S. (1993) The significance of trace metal concentration in marine invertebrates. In: Ecotoxicology of metals in invertebrates, R. Dallinger & P.S. Rainbow (eds.), Lewis Publishers, pp.4–23.
• Rainbow P.S. (1995) Mar. Pollut. Bull., 31, 55–59.
• Zauke G.P., Krause M., Weber A. (1996) Int. Revue Ges. Hydrobiol., 81, 141–160.
• Phillips D.J.H., Segar D.A. (1986) Mar. Pollut. Bull., 17, 10–17.
• Rainbow P.S., Phillips D.J.P. (1993) Mar. Pollut. Bull., 26, 593–601.
• Ritterhoff J., Zauke G.P. (1997) Polar Biol., 17, 242–250.
• Ritterhoff J., Zauke G.P. (1997) Aquat. Toxicol., 40, 63–78.
• Ritterhoff J., Zauke G.P. (1997) Sci. Total Environ., 199, 255–270.
• Ritterhoff J., Zauke G.P. (1997) Mar. Pollut. Bull., 34, 614–621.
• Zauke G.P. et al. (1998) Int. Rev. Hydrobiol., 83, 501–526.
• Zauke G.P. et al. (1995) Environ. Pollut., 90, 209–219.
• Ritterhoff J., Zauke G.P., Dallinger R. (1996) Aquat. Toxicol., 34, 351–369.
• Bernds D., Wübben D., Zauke G.P. (1998) Chemosphere, 37, 2573–2587.
• Clason B., Zauke G.P. (2000) Can. J. Fish. Aquat. Sci., 57, 1410–1422.
• Zauke G.P., Petri G. (1993) In: Ecotoxicology of metals in invertebrates, Lewis Publishers, pp.73–101.
• AMAP assessment report (1998) Arctic pollution issues, Oslo, Norway.
• Zauke G.P. et al. (1986) In: Fortschritte in der atomspektrometrischen Spurenanalytik, B. Welz (ed.), VCH-Verlagsgesellschaft, pp.543–560.
• Yin X., Schlemmer G., Welz B. (1987) Anal. Chem., 59, 1462–1466.
• Chemikaliengesetz (1999) GLP – Grundsätze der guten Laborpraxis, ecomed.
• Büttner J.R. et al. (1980) J. Clin. Chem. Clin. Biochem., 18, 78–88.
• Rettberg T.M., Beach L.M. (1989) J. Anal. At. Spectrom., 4, 427–431.
• Welz B., Schlemmer G., Mudakavi J.R. (1992) J. Anal. At. Spectrom., 7, 1257–1271.
• Sneddon J., Farah K.S. (1994) Spectrosc. Lett., 27, 257–267.
• Wilkinson L. (1998) SYSTAT 8.0 Statistics, SPSS Inc., pp.711–713.
• Dixon W.J. (1992) BMDP Statistical Software Manual, Univ. of California Press.
• Dulude G. (1992) Advances in Atomic Spectroscopy, 1, 125–160.
• Beisel N.F. et al. (1993) J. Anal. Chem.-Engl. Tr., 48, 877–896.