Em análises laboratoriais, o tratamento e o pré-tratamento de amostras são etapas que influenciam diretamente a precisão e a confiabilidade dos resultados obtidos.

Amostras são coletadas, geralmente, após planejamento que leva em conta as condições ambientais, físicas, a amostragem, as repetições e outros procedimentos que a metodologia exigir. No entanto, se as amostras não puderem ser analisadas logo após a coleta, devemos realizar um pré-tratamento ou tratamento. 

Essas etapas influenciam diretamente a velocidade da obtenção de resultados, além de sua qualidade e precisão. Deve-se conhecer bem quais tipos de preparos devem ser realizados de acordo com o analito e análise instrumental, minimizando os erros na análise. Mas o que exatamente essas etapas significam e por que esses procedimentos são tão importantes?

O pré-tratamento de amostras refere-se aos procedimentos iniciais aplicados a uma amostra antes da análise principal, geralmente, envolve métodos físicos. Esses procedimentos podem incluir processos como lavagem, peneiramento, refrigeração, homogeneização, moagem, secagem, filtração, agitação magnética, dissolução e centrifugação. O objetivo do pré-tratamento é preparar a amostra de forma adequada, assegurando que ela esteja na condição ideal para o tratamento subsequente ou para a análise direta.

Já o tratamento de amostras envolve etapas adicionais que visam extrair e concentrar os analitos de interesse, além de remover interferentes que possam comprometer a análise. Métodos comuns de tratamento incluem extração líquido-líquido, extração em fase sólida, digestão, evaporação e concentração. Esses processos são essenciais para separar e purificar os componentes desejados da amostra, garantindo a precisão dos resultados analíticos.

Importância desses processos na análise laboratorial 

A importância do pré-tratamento e tratamento de amostras na análise laboratorial não pode ser subestimada. Esses processos são fundamentais para assegurar que as amostras sejam representativas, homogêneas e compatíveis com os métodos analíticos escolhidos. Sem um pré-tratamento adequado, a amostra pode conter interferentes que distorcem os resultados, enquanto a ausência de tratamento adequado pode levar à perda de analitos ou à obtenção de dados imprecisos.

Objetivos do tratamento e pré-tratamento de amostras 

Os principais objetivos do tratamento de amostras podem ser classificados da seguinte forma:

• Extração de analitos de interesse, garantindo que os componentes desejados da amostra sejam isolados de maneira eficiente:  esse é um dos principais objetivos do tratamento de amostras. Esse processo visa isolar e obter os componentes químicos ou biológicos específicos presentes na amostra que serão analisados.

A extração pode ser realizada por diversos métodos, como extração líquida (líquido-líquido e líquido-sólido), extração em fase sólida (SPE), destilação, dependendo da natureza da amostra e dos analitos. A eficiência da extração é crucial para garantir que a quantidade máxima de analito seja recuperada, permitindo uma análise precisa e confiável.

• Eliminar substâncias que possam interferir nos resultados da análise: a presença de interferentes na amostra pode comprometer seriamente a precisão dos resultados analíticos. Interferentes são substâncias que podem reagir com os analitos de interesse ou com os reagentes utilizados na análise, gerando sinais falsos ou mascarando os sinais verdadeiros.

O tratamento e pré-tratamento de amostras incluem etapas específicas para remover esses interferentes, como filtração, centrifugação e técnicas de purificação. Ao eliminar essas substâncias indesejadas, os analistas podem garantir que os resultados refletem com precisão a concentração e a presença dos analitos de interesse.

• Aumentar a concentração dos analitos de interesse para melhorar a sensibilidade e a detecção dos métodos analíticos: Em muitas situações, os analitos de interesse estão presentes em concentrações muito baixas, dificultando sua detecção e quantificação. O tratamento de amostras frequentemente envolve a concentração desses componentes desejados, aumentando sua concentração na amostra final.

Técnicas como evaporação, liofilização, concentração com injeção de gases e extração seletiva são usadas para reduzir o volume da amostra e aumentar a concentração dos analitos. Esse aumento na concentração melhora a sensibilidade das técnicas analíticas, permitindo a detecção de analitos que, de outra forma, estariam abaixo do limite de detecção.

• Assegurar que a amostra esteja na condição ideal para a análise, compatível com os requisitos específicos do método analítico escolhido: Cada método analítico tem requisitos específicos em relação ao estado físico e químico da amostra. A preparação da amostra para métodos analíticos específicos é um objetivo central do tratamento e pré-tratamento de amostras. Isso pode incluir a dissolução de sólidos, ajuste de pH, remoção de solventes, digestão, ou a adição de estabilizantes.

A preparação adequada da amostra garante que ela seja compatível com o método analítico escolhido, otimizando as condições para a análise e minimizando o risco de erros.

Métodos de pré-tratamento de amostras 

Os métodos de pré-tratamento são essenciais para garantir que as amostras estejam nas condições ideais para análise, contribuindo para a precisão e confiabilidade dos resultados laboratoriais.

A lavagem das amostras pode ser necessária para remover contaminantes superficiais ou interferentes. Este processo é comum em análises que requerem amostras puras. A lavagem pode ser feita com solventes apropriados ou soluções tampão, dependendo da natureza dos contaminantes.

A homogeneização é um processo fundamental para garantir a uniformidade da amostra. Além de homogeneizadores, técnicas como agitação e moagem são utilizadas para distribuir uniformemente os componentes dentro da amostra. A importância da homogeneização está em assegurar que todas as partes da amostra representem o mesmo conteúdo, o que é fundamental para obter resultados analíticos precisos.

Para homogeneização de pós ou grânulos: Agitador homogeneizador em “Y” modelo TE-201/10 e modelo TE-201/05. Agitador homogeneizador em “V” modelo TE-200-15 e modelo TE-200-05. Homogeneizador de amostras bagmixer. 

A agitação utiliza um agitador para misturar soluções de maneira eficiente. Este método é ideal para dissolver sólidos, homogeneizar líquidos e manter suspensões uniformes. A agitação é amplamente utilizada em diversos laboratórios para preparar amostras para análise. Esses equipamentos podem ser de diferentes tipos, variando de acordo com o procedimento, tipo de amostra, volume e aplicação, além disso, podem ter aquecimento.

Para pequenos volumes: Agitador de tubos modelo TE-062 (agitação orbital tipo vórtex), TE-166 (movimento rotativo 360°) ou TE-165 (movimento rotativo 360°).  

Agitadores mecânicos são usados para agitação de fluídos líquidos e material em suspensão, com média ou alta viscosidade: agitador mecânico modelo TE-139, modelo digital TE-039/1 ou TE-039/4 e modelo multi provas TE-148. Agitadores magnéticos são usados em amostras líquidas de baixa viscosidade e funcionam com um sistema de imã no motor e barras magnéticas no interior do recipiente: agitador magnético sem aquecimento modelo TE-080 ou modelo TE-089, agitador magnético com aquecimento modelo TE-0853/1 ou modelo TE-0854.  

Para saber sobre os nossos modelos de mesas agitadoras e suas aplicações, baixe nosso e-book “Mesas agitadoras” ou acesse o artigo “Mesa agitadora: Como definir o modeloideal para sua aplicação”. 

Outros tipos de agitadores: agitador Wagner TE-160/24, agitado para análise física de solos TE-161, agitado vertical de provetas TE-167, agitador rotativo para não voláteis TE-743, agitador rotativo para extratores TE-744/2, agitador open cell TE-083 e agitador dispersor de solos TE-147.

A moagem é o processo de reduzir o tamanho das partículas de uma amostra, facilitando a homogeneização e a extração dos analitos. A moagem é crucial em análises químicas e físicas que requerem partículas de tamanho uniforme. Para mais detalhes sobre o processo de moagem veja o artigo: “Moagem: processo permite redução de partículas e melhora na eficiência das etapas de preparo”. Já para entender sobre os tipos de moinhos, confira: “11 tipos de moinhos e suas principais aplicações”. Em dúvida se o moinho de jarros é o indicado para sua amostra? Veja o artigo “Quando utilizar um moinho de jarros?”.

O peneiramento é utilizado para separar partículas com base em seu tamanho. Este método é particularmente útil em análises de solos, minerais e outros materiais particulados. Peneiras de diferentes malhas são utilizadas para obter uma distribuição granulométrica específica. Pode-se usar um agitador eletromagnético B-AGIT para agilizar a agitação de peneiras. Para peneiramento em água, usado em determinação da estabilidade dos agregados do solo, usa-se um agitador de peneiras Yoder TE-3300. As peneiras são agitadas em água e as partículas de solo vão se desagregando e passando pelas peneiras com diâmetros menores. Veja sobre esse método em “Determinação da estabilidade dos agregados do solo”. 

Secar as amostras é essencial quando se deseja remover a umidade que pode interferir na análise. Métodos comuns de secagem incluem o uso de estufas, dessecadores ou liofilizadores. A secagem é particularmente necessária em análises de substâncias que são sensíveis à água ou onde a presença de umidade pode alterar os resultados. Estufa para secagem e esterilização, modelo TE-393/180L, usadas para amostras em geral. Estufa com circulação de ar modelo TE-394/5-MP (para amostras de folhas e solos), modelo TE-394/7-MP (para frutas, peixes, cereais, vegetais, rações, couro, etc.) e modelo TE-394/3-MP (para amostras em geral). Para amostras termossensíveis: Estufa a vácuo TE-395, também podem ser usadas para fármacos, prebióticos, solventes, etc. Dessecador a vácuo TE-3950/1.

A dissolução envolve a preparação de soluções a partir de amostras sólidas, tornando-as adequadas para análises subsequentes. Este processo é importante para análises químicas onde os analitos devem estar em solução para serem detectados ou quantificados. A escolha do solvente e o método de dissolução dependem da natureza da amostra e dos analitos de interesse.

A filtração é utilizada para remover partículas sólidas de uma solução ou suspensão. Existem diversos tipos de filtros, incluindo filtros de papel, membranas filtrantes e filtros de fibra de vidro, cada um adequado para diferentes aplicações. A escolha do filtro depende do tamanho das partículas a serem removidas e do tipo de amostra. Sistema de filtração, modelo TE-0591/1 e sistema de filtração para determinação defibra alimentar, modelo TE-049/1.

Para saber mais sobre o método de filtração de membrana, veja o nosso texto “Filtração por membrana: tipos e equipamentos necessários”. Veja também o artigo sobre sistema de filtração para análises de fibra alimentar: Sistema de filtração TE-049/1 e banho maria TE-056-FIB.

A centrifugação separa os componentes de uma mistura com base em suas densidades utilizando a força centrífuga. Este método é frequentemente utilizado para separação de fases em diferentes densidades. A centrifugação é crucial em muitos protocolos laboratoriais, biologia molecular e bioquímica. Centrifuga de bancada, modelo 206-BABYI-X15 ML. Centrifuga de bancada 2206-EXCELSAi, com diferentes volumes.

Métodos de tratamento de amostras

Os métodos de tratamento de amostras são fundamentais para garantir a precisão e a qualidade dos resultados analíticos. Cada técnica tem suas especificidades e é escolhida com base nas características da amostra e nos analitos de interesse. Abaixo, estão os principais métodos de tratamento de amostras.

A Extração Líquido-Líquido (ELL) é um método utilizado para separar componentes de uma solução aquosa utilizando um solvente orgânico.

O princípio fundamental é a diferença de solubilidade dos analitos nas duas fases. Esse método é amplamente utilizado para a separação e purificação de substâncias químicas, incluindo a remoção de contaminantes. Aplicações típicas da ELL incluem a análise de resíduos de pesticidas, compostos orgânicos voláteis e outros analitos em matrizes ambientais e biológicas.

A Extração em Fase Sólida (EFS) envolve a passagem de uma amostra líquida através de um material adsorvente sólido, que retém os analitos de interesse. O processo envolve a aplicação da amostra, lavagem para remover interferentes e eluição dos analitos com um solvente apropriado. A EFS é aplicada em diversas áreas, como a análise de contaminantes em alimentos, medicamentos e amostras ambientais.

A extração Soxhlet utiliza um aparelho Soxhlet para a extração intermitente de componentes solúveis de uma amostra sólida. O solvente é aquecido, vaporizado e condensado sobre a amostra, dissolvendo os analitos de interesse e sendo recolhido de volta ao balão de extração. Nesse método a amostra não entra em contato direto com o solvente quente, evitando sua degradação, porém é um procedimento mais demorado. O método Goldfish é uma técnica de extração contínua em amostras secas, para a separação e quantificação de analitos solúveis. Com esse método, as amostras entram em contato com o solvente, porém é um procedimento mais rápido e permite grande recuperação de solventes. Bateria de extração tipo Sebelin/Soxhlet TE-1881/6. Sistema para determinação de gordura modelos TE-045/5 e TE-045/8.

Saiba mais sobre esses métodos no artigo “Determinação de gordura: Goldfish X Soxhlet” e no e-book “Métodos e equipamentos para determinação de lipídios/gordura”. 

A digestão é um procedimento utilizado para decompor amostras complexas e liberar os analitos de interesse para posterior análise. Este método é frequentemente aplicado em análises de metais em amostras biológicas, alimentos e solos. A digestão pode ser realizada utilizando ácidos fortes, como ácido nítrico ou clorídrico, em altas temperaturas. Bloco digestor macro modelo TE-005/50-04, modelo TE-008/50-04, modelo com touch screen TE-0081/50 e modelo TE-0051/50. Bloco digestor micro modelo TE-040/25. Bloco digestor micro com rampas e patamares TE-041/25.

Evaporação e concentração são técnicas usadas para remover solventes, reduzindo o volume da amostra e aumentando a concentração dos analitos. Equipamentos como evaporadores rotativos são frequentemente utilizados para esse propósito. O princípio é baseado na evaporação do solvente, o que permite a remoção eficiente e rápida sem a degradação térmica dos analitos. Essas técnicas são amplamente empregadas em preparações de amostras para análises químicas e biológicas. Evaporador rotativo (rotaevaporador) TE-213.

A concentração envolve a redução do volume de solventes para aumentar a concentração dos analitos. Equipamentos como concentradores de amostra com injeção de gases utilizam gás nitrogênio para evaporar solventes, minimizando a degradação dos analitos. Este processo é crucial para melhorar a sensibilidade e a precisão das análises. Concentrador de amostras modelo TE-019, modelo TE-0194/1 e modelo TE-0195/1.

Veja nosso artigo “Evaporador rotativo x concentrador de amostras: entenda as diferenças” e baixe o e-book “Concentradores de amostras”.

A destilação é um processo de separação baseado na diferença de pontos de ebulição dos componentes de uma mistura líquida. Existem vários tipos de destilação, incluindo destilação simples, fracionada, a vapor e a vácuo. A destilação simples é usada para separar líquidos com pontos de ebulição significativamente diferentes. A destilação fracionada é usada quando componentes da mistura têm pontos de ebulição próximos. A destilação a vapor separa componentes que são sensíveis ao calor ou com pontos de ebulição muito altos. O vapor arrasta os componentes voláteis, que são então condensados e coletados. A destilação a vácuo reduz a pressão dentro do sistema de destilação, diminuindo os pontos de ebulição dos componentes da mistura. Micro destilador de álcool TE-012. Destilador de nitrogênio modelos TE-0364, TE-0365/1 e TE-0366. Destilador de fenol TE-1256/1. Sistema de destilação de cianeto TE-126. Destilador de óleos essenciais TE-2761/20.

Considerações na escolha do método de tratamento 

A escolha do método de tratamento e pré-tratamento de amostras impacta diretamente a qualidade e precisão dos resultados analíticos. Alguns critérios essenciais para selecionar o método adequado incluem:

• Tipo de analito: A natureza do analito, seja ele orgânico ou inorgânico, volátil ou não-volátil, influencia a escolha do método.

• Sensibilidade do analito: Analitos sensíveis ao calor podem requerer métodos de tratamento com temperaturas mais brandas, como a liofilização em vez da evaporação térmica.

• Finalidade da análise: A complexidade e os requisitos da análise final determinam se um método simples ou mais complexo é necessário.

A composição da matriz da amostra também influencia no processo de tratamento. Diferentes matrizes podem apresentar características específicas, tais como:

• Complexidade da matriz: Amostras com matrizes complexas, como solos ou alimentos, podem exigir técnicas de limpeza adicionais para remover interferentes.

• Estado físico: O estado físico da amostra (sólido, líquido ou gasoso) determina o método de preparação. Amostras sólidas podem precisar de moagem ou dissolução, enquanto amostras líquidas podem ser filtradas ou centrifugadas.

• Conteúdo de interferentes: Altos níveis de interferentes, como lipídios ou proteínas, podem necessitar de pré-tratamentos para evitar a contaminação do analito.

As características físico-químicas do analito são levadas em consideração para determinar o método de tratamento e pré-tratamento mais apropriado. Entre essas propriedades, destacam-se:

• Solubilidade: Analitos solúveis em água podem ser tratados com técnicas aquosas, enquanto analitos solúveis em solventes orgânicos podem requerer extração em fase sólida.

• Estabilidade: Analitos instáveis podem necessitar de condições de armazenamento controladas, como refrigeração ou proteção contra luz.

• Polaridade: A polaridade do analito pode influenciar a escolha do solvente para extração.

Considerações finais 

O tratamento e o pré-tratamento de amostras desempenham um papel fundamental na análise laboratorial, assegurando a precisão, confiabilidade e validade dos resultados. A extração de analitos de interesse, a remoção de interferentes, a concentração de componentes desejados e a preparação adequada da amostra são etapas essenciais que contribuem para o sucesso das análises.

Ao compreender e aplicar esses processos de forma eficaz, os laboratórios podem garantir que suas análises sejam representativas e precisas, proporcionando dados confiáveis para pesquisas, diagnósticos e desenvolvimento de produtos.

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