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DETERMINAO DE LIMITE DE DETECO E QUANTIFICAO EM AASVrias so as maneiras de se definir e obter Limites de Deteco e Quantificao em tcnicas analticas instrumentais. Estes fatores de sensibilidade de anlise so dependentes do analito e da matriz da amostra, e devem ser determinados a cada novo desenvolvimento metodolgico. Obviamente, seus valores so tambm indicativos da sensibilidade instrumental para um determinado analito. Limite de Deteco De acordo com a IUPAC , o limite de deteco, LD ou LOD, expresso em unidades de concentrao CLD, derivado da menor medida observada xLD, que pode ser detectada com razovel certeza em relao a um determinado procedimento analtico. O procedimento de determinao do LD permite uma estimativa da concentrao em que a deteco de um analito pode ser distinguida do rudo de fundo de forma confivel. O valor de xLD dado pela equao:1

xLD = xb + k.sb (1)onde: xb = valor mdio do branco para o conjunto de dados sb = desvio padro do branco para o conjunto de dados k = fator numrico, escolhido de acordo com o intervalo de confiana desejado Os valores de xb e sb so obtidos experimentalmente atravs da realizao de um nmero de medidas sucessivas, normalmente 10 resultados, de absorbncia para o branco de amostra . Este o mtodo mais freqentemente utilizado, sendo relativamente simples e rpido. O inconveniente deste mtodo que no leva em conta fatores estatsticos relacionados matriz da amostra. O desvio padro do conjunto das medidas do branco multiplicado pelo valor da tabela t-Student para um intervalo de confiana de 99,7%, em funo do nmero de graus de liberdade de medies repetidas (3,17 no caso de 10 repeties). Desta forma, para o valor da constante k na equao (1), recomenda-se a utilizao de 3, pressupondo uma distribuio normal unimodal. Assim, a equao (1) torna-se:2

xLD = xb + 3 sb (2)

Em espectrometria de absoro atmica (AAS), uma curva de calibrao utilizada para determinar a concentrao em uma amostra desconhecida, a partir de solues padro de concentrao conhecida. A representao matemtica desta curva de calibrao, cuja funo de regresso linear de primeiro grau, que melhor passa por todos os pontos, dada pela equao:

absorbncia = (a . concentrao) + b (3)

b

.

a

onde: a = coeficiente angular ou inclinao da curva de regresso linear b = coeficiente linear ou ponto de interceptao da curva de regresso linear no eixo das ordenadas Para determinao do LD: Absorbncia = xLD Concentrao = CLD = LD b = xb Assim, a partir de equaes (2) e (3), (2) xLD = xb + 3.sb (3) xLD = (inclinao . LD) + xb xb + 3.sb = (inclinao . LD) + xb 3 sb = inclinao . LD

LD = 3 sb / inclinao

(4)

A inclinao na equao (4), tambm conhecida como sensibilidade, determinada atravs de:

inclinao = (x1 - xb) / (C1 Cb) (5)

.x

.C

onde: x1 = absorbncia mdia da primeira soluo padro xb = absorbncia mdia da soluo de branco de amostra C1 = concentrao da primeira soluo padro Cb= concentrao da soluo em branco = 0 Na equao (5), a inclinao determinada utilizando uma soluo padro de concentrao conhecida e um branco de amostra. Preferencialmente, a concentrao da soluo padro deve estar prxima concentrao do LD. Como um exemplo, uma estimativa aproximada pode ser obtida a partir da concentrao caracterstica (equivalente a 1% de absoro) normalmente a concentrao de C1 aproximadamente 10 vezes superior concentrao caracterstica de um determinado analito. Alternativamente, a inclinao tambm pode ser determinada por uma srie de solues padro, para obteno de uma curva de calibrao - na maior parte dos instrumentos AAS, a inclinao calculada automaticamente pelo software e exibidos nos resultados. Substituindo a equao (5) na equao (4), tm-se:

LD = 3 sb. C1 / (x1 - xb) (6)Procedimento para clculo do LD 1. Criar uma curva de calibrao utilizando uma soluo de branco de amostra e uma soluo padro de concentrao cerca de 10 vezes superior concentrao caracterstica do analito, obtendo C1, x1 e xb. 2. Analisar uma soluo de branco de amostra, realizando 10 leituras sucessivas para obteno de sb. 3. Substituir os valores obtidos nas etapas (a) e (b) na equao (6) para obteno do LD. Os clculos a seguir so apresentados como exemplo.

Conc (ppm) Abs 0,0 0,0036 0,2 0,0533 0,5 0,1222 1,0 0,2241 Desvio padro do branco para 10 medidas: 0,0001295

Com base na tabela acima, sb = 0,0001295; C1 = 0,2 ppm; x1 = 0,0533; xb = 0,0036 Assim, LD = (3 . 0,0001295 . 0,2) / (0,0533 - 0,0036) = 0,0016 ppm Alternativamente, o clculo usando o valor obtido para inclinao da curva de regresso linear tambm pode ser utilizado para determinao do LD: Abs = 0,219383 Conc + 0,00756212 Da equao (4), LD = 3 sb / inclinao = 3 . 0,0001295 / 0,219383 = 0,0017 ppm Limite de Quantificao O LD calculado anteriormente no pode ser usado para expressar com exatido a concentrao de uma amostra, ou de outra forma, ser considerado como garantia de valor mnimo a ser referenciado em caso de no ser detectado nenhum sinal analtico. A razo para isto um tanto bvia, uma vez que valores estatsticos de incerteza do processo de calibrao, necessrio determinao do LD, esto includos no clculo do LD. Deste modo, afirmaes tpicas como menor do que o limite de deteco no devem ser utilizadas, vez que no podem ser justificadas estaticamente. O valor limite que defina o quanto de uma amostra pode ser detectada e quantificada com elevada preciso estatstica, sendo este valor acima do LD anteriormente calculado, chamado de Limite de Quantificao, LQ ou LOQ. Desta forma, entende-se por LQ a concentrao de analito mnima que pode ser detectada quantitativamente com erro menor que 5% (P=95%). Isto significa dizer que embora o sinal entre o LD e o LQ possa ser positivo, afirmaes quantitativas acerca do resultado de anlise so inadmissveis.

Uma vez que o LQ deve incluir anlise de varincia dos dados analticos de calibrao e isto requer uma grande quantidade de dados e informaes, este freqentemente calculado atravs da frmula a seguir.

LQ = 10 sb / inclinao (7)De forma anloga a determinao do LD, onde se pode inferir algo sobre um analito presente na amostra sem entretanto realizar sua quantificao, pode-se aumentar o intervalo de confiana ou probabilidade, para clculo do LQ, sendo para tanto utilizado o fator 10 em seu clculo.1 2

IUPAC Compendium of Chemical Terminology 2

nd

Edition (1997).

Por branco de amostra, entende-se uma soluo de iguais caractersticas ao solvente de amostra,

excetuando-se a presena dos analitos de interesse anlise. importante salientar que a utilizao de solues de branco com diferentes caractersticas do solvente de anlise pode ocasionar erros no clculo de LD referente a uma determinada anlise. Por outro lado, este fato exemplifica a variao do LD e LQ observados com a utilizao de diferentes tipos de solventes e matrizes.