SPANDS Colorimetric Method to Quantify Fluorides in Water

Význam tématu

Měření koncentrace fluoridů ve vodě je zásadní pro ochranu zdraví populace i zajištění bezpečné pitné vody. Nadměrné množství fluoridů může vést k fluoróze či dalším zdravotním komplikacím, zatímco optimální přídavek podporuje prevenci zubního kazu. Dodržování doporučených hladin podle WHO (0,5–1,5 mg/L) vyžaduje přesné analytické metody vhodné pro rutinní kontrolu i výzkum.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo demonstrovat použití SPANDS kolorimetrické metody pro kvantifikaci fluoridů ve vodě za pomoci spektrofotometru Agilent Cary 60 UV-Vis a softwaru Cary WinUV. Studie popisuje jednoduchou přípravu kalibrační křivky, rychlé měření jednoho vlnového délkového bodu a automatisovanou analýzu dat, což minimalizuje manuální zpracování výsledků.

Použitá instrumentace

• Spektrofotometr Agilent Cary 60 UV-Vis
• Softwarový modul Concentration v Agilent Cary WinUV verze 5.1.3.1042
• Kyveta z křemenného skla s optickou dráhou 10 mm

Použitá metodika

SPANDS metoda vychází z reakce iontů fluoridu se zirkoniovým komplexem barviva SPANDS, kdy dochází k vyvíjení zbarvení úměrného koncentraci fluoridu. Po přidání kyseliny-zirkonyl-SPANDS se původně červená barva mírně vybledne v závislosti na množství fluoridů. Měření absorbance probíhá při 570 nm v trojnásobných paralelních snímcích.

Postup zahrnuje:

• Přípravu standardních roztoků fluoridu (0,2 až 1,4 mg/L) z 100 mg/L zásobního roztoku
• Přidání kyselino-zirkonyl-SPANDS činidla a standardizace nulového bodu pomocí referenčního roztoku
• Sběr dat z kalibračních standardů a automatické generování kalibrační křivky s lineárním fitují a minimálním R² = 0,950

Hlavní výsledky a diskuse

Pro rozsah koncentrací 0–1,4 mg/L byla získána lineární kalibrační křivka s korelačním koeficientem R² = 0,9993 a záporným směrnicovým koeficientem (−0,1872). Relativní směrodatná odchylka absorbance standardů i vzorků byla nízká, což potvrzuje spolehlivost a reprodukovatelnost metody. Software automaticky zpracovává data, generuje protokol s výsledky a umožňuje úpravu formátování výstupu.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Rychlé stanovení jednoho vlnového bodu s minimem přípravných kroků.
• Plně automatizované zpracování dat a reportování koncentrací.
• Možnost rozšíření analytického rozsahu výběrem kvadratického fitu až do 3,5 mg/L.
• Široké uplatnění v rutinních laboratořích pro kontrolu jakosti pitné vody.

Budoucí trendy a možnosti využití

V budoucnu lze sledovat:

• Integraci metody do automatizovaných on-line monitorovacích systémů kvality vody.
• Vývoj přenosných UV-Vis spektrofotometrů pro terénní měření.
• Využití pokročilých kalibračních modelů a chemometrických přístupů pro zlepšení citlivosti.
• Kombinaci s dalšími barevnými nebo fluorescenčními metodami ke komplexnější analýze.

Závěr

Agilent Cary 60 UV-Vis spektrofotometr ve spojení se softwarem Cary WinUV představuje rychlý, spolehlivý a snadno použitelný nástroj pro stanovení fluoridů metodou SPANDS. Díky automatizaci analýzy a robustní kalibrační křivce je metoda ideální pro rutinní kontrolu kvality vody.

Reference

1. Guidelines for Drinking-Water Quality, 4th Edition, WHO, 2011
2. Shahroom NB, Mani G, Ramakrishnan M. Interventions in Management of Dental Fluorosis, J. Family Med. Prim. Care 2019, 8(10):3108
3. Standard Methods 4500-F-A, B and D. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 22nd Edition, APHA