Um novo método para medição simultânea de 71 elementos inorgânicos em líquidos - incluindo água, bebidas, e fluidos biológicos - torna o teste do elemento muito mais rápido, mais eficiente, e mais abrangente do que era possível no passado.

Os pesquisadores estudaram amostras de líquido de uma variedade de fontes em todo o mundo, incluindo água da torneira de um subúrbio de Nova York, neve da Itália e da Croácia, chuva do Brasil e do Paquistão, água do lago da Suíça e da Croácia, e água do mar do Japão e do Brasil. Testar cada amostra resulta em um padrão elementar distinto, criando uma "impressão digital" que pode ajudar a diferenciar as substâncias ou rastrear um líquido até sua origem ambiental.

O método - desenvolvido por pesquisadores do laboratório de isótopos do NYU College of Dentistry e descrito no jornal RSC Advances , publicado pela Royal Society of Chemistry - pode ser usado para explorar e compreender a distribuição de elementos inorgânicos além dos poucos que são normalmente medidos. Isso tem implicações em áreas como nutrição, ecologia e ciência do clima, e saúde ambiental.

Uma técnica analítica chamada espectrometria de massa com plasma acoplado indutivamente (ICP-MS) é usada para medir os elementos. Historicamente, Os instrumentos ICP-MS mediram elementos sequencialmente, ou um por um, mas um novo tipo de instrumento de ICP-MS no NYU College of Dentistry e em cerca de duas dúzias de outros lugares ao redor do mundo tem o potencial de medir a gama completa de elementos inorgânicos de uma só vez.

"Por causa deste novo método, nosso espectrômetro de massa pode medir simultaneamente todos os elementos inorgânicos de lítio a urânio. Podemos medir os elementos em muito menos tempo, com muito menos despesas, usando muito menos material, "disse Timothy Bromage, professor de biomateriais e de ciências básicas e biologia craniofacial no NYU College of Dentistry e autor sênior do estudo.

Este avanço tecnológico pode ajudar a preencher lacunas em nossa compreensão das distribuições e concentrações de elementos em substâncias como a água. Por exemplo, a Agência de Proteção Ambiental dos EUA monitora e define limites máximos de concentração para 19 elementos em água potável considerados riscos à saúde, no entanto, muitos elementos conhecidos por ter consequências para a saúde - como o lítio ou o estanho - não são monitorados nem regulamentados.

"O mapeamento elementar dos níveis de concentração na água engarrafada e da torneira pode ajudar a aumentar nossa compreensão dos níveis de concentração 'normais' da maioria dos elementos na água, "disse Bromage.

Bromage e seus colegas desenvolveram um método para usar ICP-MS simultâneo para detectar 71 elementos do espectro inorgânico envolvendo um conjunto específico de calibração e padrões internos. O método, para o qual eles têm uma patente pendente, rotineiramente detecta elementos em segundos a vários minutos e em amostras tão pequenas quanto 1 a 4 mililitros.

Bromage e sua equipe de pesquisa testaram o método em águas, bebidas, e amostras biológicas. A neve continha a maioria dos elementos de qualquer amostra de água:50 na neve coletada na Itália e 42 em uma amostra da Croácia. "Essas avaliações de neve podem representar um meio novo e abrangente de levantamento das concentrações atmosféricas de elementos e para monitorar padrões de elementos em fluxos de ar globais, "Disse Bromage.

Ao testar a água da torneira, os pesquisadores mediram 37 elementos quando a torneira foi aberta pela primeira vez, mas apenas 34 elementos depois que a água estava correndo por cinco minutos, sugerindo que elementos como ferro e zinco podem estar vazando de canos domésticos para a água.

Os pesquisadores também mediram elementos em água engarrafada, Cerveja, vinho, e leite, bem como em amostras de saliva, urina, e sangue. O leite se distinguiu das outras bebidas testadas por suas altas concentrações de titânio, zinco, paládio, e ouro.

Em cada amostra, Bromage e sua equipe encontraram uma "impressão digital" ou padrão elementar distinto, sugerindo que as amostras podem ser reconhecidas e diferenciadas por esses padrões. O conteúdo elementar da água, por exemplo, normalmente reflete seu ambiente natural, então, a compreensão da composição elementar pode nos dizer se a água teve sua origem em uma fonte com rocha vulcânica versus calcário, uma rocha alcalina. Em água engarrafada, os pesquisadores observaram variações que provavelmente podem ser atribuídas a um engarrafado na origem e outro a ser clorado para transporte da origem até a fábrica de engarrafamento.

Estudos futuros irão medir e relatar em amostras maiores de água, vinho, leite, e outros fluidos; um estudo de mais de 1, 000 vinhos de 34 países está em andamento. Além disso, uma vez que os padrões elementares para ambientes específicos foram estabelecidos, o método pode ser aplicado para responder a perguntas em campos que relacionam o presente ao passado, como o paleoambiente e as mudanças climáticas.

"A água é um árbitro de como um sistema realmente funciona. Se você coletar uma amostra da água de um lago ou rio e medir os elementos, você está medindo as coisas que se incorporam a toda a vida - a água alimenta as plantas, animais comem as plantas, comemos as plantas e os animais. Poderíamos usar esse conhecimento para estudar fósseis humanos e potencialmente retrodizer o que era a natureza da água da região há centenas de milhares ou milhões de anos atrás, "disse Bromage.