Avaliação da técnica de espectrometria de emissão óptica em plasma induzido por laser (LIBS) para determinação de nitrogênio em diferentes matrizes - Silva, Raiane Cristina Velozo [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
A determinação do teor de N auxilia no controle de qualidade de produtos alimentícios e fertilizantes, além de ser um importante parâmetro para o controle e manutenção dos ecossistemas. O método mais utilizado para a determinação de N, requer elevados volumes de soluções e um grande volume de resíduos é gerado pós-análise. A espectrometria de emissão óptica em plasma induzido por laser (LIBS) constitui uma alternativa para determinação de N de forma direta, simples, rápida e sem geração de resíduo pós-análise. No presente trabalho o desempenho da técnica LIBS foi avaliado para determinar N em diferentes amostras. Intensidades de linhas de emissão de N iônico e bandas moleculares diatômicas de CN foram avaliados como sinais analíticos. Após a otimização das condições operacionais para aquisição espectral, diferentes compostos químicos (whey protein, glutamina, fosfato de amônio dibásico) foram avaliados como padrão de calibração para obtenção de curvas analíticas, com o objetivo de propor um único método de calibração capaz de determinar o teor de N em diferentes amostras (fertilizante amoniacal, farinhas, carne e leite em pó). Os resultados mostraram que o padrão contendo N inorgânico apresentou resultados satisfatórios somente para determinação de N amonical na amostra de fertilizante. Entre os padrões que continham N na forma orgânica/proteica, o aminoácido glutamina foi o que mostrou melhores resultados, apesar da exatidão não ter sido alcançada com modelos de calibração univariados. Dessa forma, o uso da glutamina foi avaliado para o ajuste de modelo de regressão linear múltipla e o método M5 para selecionar variáveis. Os resultados mostraram que bandas moleculares de CN apresentaram forte contribuição para o modelo ajustado e que embora esse modelo não tenha sido validado para a determinação de N inorgânico, foi exato para a determinação de N orgânico/proteico em diferentes matrizes.

The determination of the N content helps in the quality control of food products and fertilizers, in addition to being an important parameter for the control and maintenance of ecosystems. The most used method for N determination requires high volumes of solutions and a large volume of waste is generated post-analysis. Laser-induced plasma optical emission spectrometry (LIBS) is an alternative for direct, simple and fast determination of N without generating post-analysis waste. In the present work, the performance of the LIBS technique was evaluated to determine N in different samples. Ionic N emission line intensities and CN diatomic molecular bands were evaluated as analytical signals. After optimizing the operational conditions for spectral acquisition, different chemical compounds (whey protein, glutamine, dibasic ammonium phosphate) were evaluated as a calibration standard to obtain analytical curves, with the aim of proposing a single calibration method capable of determining the N content in different samples (ammonium fertilizer, flour, meat and powdered milk). The results showed that the standard containing inorganic N presented satisfactory results only for the determination of ammonic N in the fertilizer sample. Among the standards containing N in the organic/protein form, the amino acid glutamine showed the best results, although accuracy was not achieved with univariate calibration models. Thus, the use of glutamine was evaluated for the adjustment of a multiple linear regression model and the M5 method for selecting variables. The results showed that CN molecular bands made a strong contribution to the adjusted model and that, although this model has not been validated for the determination of inorganic N, it was accurate for the determination of organic/protein N in different matrices.
Evaluation of laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) technique for determination of nitrogen in different matrices
Keywords: Espectroscopia de emissão com plasma induzido por laser; Nitrogênio; Carbono; Composição; Calibração