Un sistema diagnostico innovativo per la speciazione chimica dei metalli

6 Dicembre 2023
speciazione

Il B2Better chiude il 2023 con tecnologie all’avanguardia: grazie a un connubio tra spettroscopia e spettrometria di massa, le analisi sui metalli diventano più veloci ed efficienti.

 

Dopo aver discusso di innovazione, tecnologie e nuove frontiere di ricerca in ambito alimentare, industriale e di monitoraggio ambientale, il ciclo di webinar B2Better chiude la programmazione del 2023 approfondendo un tema di grande interesse per gli esperti del settore laboratoristico, che vede la chimica analitica diventare protagonista in diversi contesti.

Nell’ultimo talk che si è tenuto lo scorso 30 novembre, si è parlato infatti delle analisi di speciazione chimica, in una veste particolarmente innovativa. Il pubblico ha avuto occasione di esplorare un settore assai promettente grazie alla partecipazione della Dr.ssa Beatrice Campanella, ricercatrice dell’ICCOM-CNR, del Dott. Alessandro Fabiani, Cromatography Field Application Specialist e del Dott. Paolo Sessa, Inorganic Field Application Specialist di PerkinElmer.

Per comprendere a pieno le caratteristiche e l’origine bio e geo-chimica degli elementi presenti in tracce in un campione, è fondamentale definire, oltre alla loro identità e quantità, le possibili forme che questi possono assumere in un determinato ambiente, ovvero la loro speciazione

Informazioni di questo tipo si possono ottenere attraverso gli studi di speciazione, appunto, grazie ai quali si riesce a caratterizzare più a fondo i campioni, per esempio determinando i diversi stati di ossidazione o i possibili composti organometallici che gli elementi contenuti possono formare. Si tratta di analisi utili, tra le altre cose, al monitoraggio e al controllo della qualità delle acque e degli alimenti, e per tutelare quindi la nostra stessa salute. Sono applicazioni, queste, che trovano di certo ampio spazio in campo ambientale, ma non solo. 

L’importanza e il valore di queste metodiche è ben noto agli operatori del settore e sono già tanti i laboratori dotati di strumentazioni adatte per eseguire le analisi di speciazione. 

Questo interesse per la speciazione è in continua crescita anche da parte della comunità scientifica e di tutto il settore laboratoristico-industriale più in generale, ed è probabilmente destinato ad aumentare ulteriormente in futuro. Ci sono infatti ancora margini di miglioramento nei metodi specifici per studi di speciazione, la ricerca in questo campo è aperta e in espansione, nello sforzo di sviluppare nuove soluzioni che garantiscano analisi sempre più accurate. Alcune tecniche più “tradizionali” come la cromatografia liquida ad alta prestazione (HPLC) e la spettrometria di massa a plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS) sembrano offrire dei vantaggi tecnologici in più, soprattutto quando le loro prestazioni possono diventare complementari. Questo è evidente in particolare nell’analisi dei metalli, veri e propri osservati speciali se consideriamo per esempio il rischio di tossicità associato ad alcuni di essi.

Nell prima parte del talk, la Dr.ssa Campanella del Consiglio Nazionale delle Ricerche, ha introdotto l’argomento, spiegando al pubblico cosa è la speciazione chimica dei metalli in maggiore dettaglio, quali sono le molteplici aree di interesse, dal controllo della qualità dei cibi e dei processi tecnologici ai meccanismi di detossificazione e di decontaminazione ambientale, e quali le caratteristiche e i vantaggi dei metodi spettrali e cromatografici di HPLC e ICP-MS.

I progressi della ricerca ci consentono di conoscere bene le caratteristiche e i potenziali pericoli derivanti da metalli come il mercurio, l’arsenico, monitorati e regolamentati in particolare nei prodotti alimentari, o il cromo, la cui mobilità e tossicità è molto variabile in base alle forme chimiche che può assumere, con conseguenti impatti ambientali anche molto seri, spesso legati alle produzioni industriali. Diversi studi sono stati condotti a riguardo, anche piuttosto recenti. Guardando al futuro, le prospettive della ricerca sono di migliorare e ampliare queste tecniche per un range sempre più ampio di analiti, riducendo costi e impatti delle analisi, con uno sguardo più attento alle cosiddette “materie prime critiche”. 

A seguire, i dott. Alessandro Fabiani e Paolo Sessa di PerkinElmer sono andati più a fondo nelle potenzialità scientifiche e tecnologiche delle metodiche di speciazione. Dopo aver descritto in dettaglio il ruolo di HPLC e ICP-MS in queste analisi, caratterizzandone i vari tipi di cromatografia, il dott. Fabiani ha illustrato in che modo queste due tecniche possono integrarsi, con alcuni spettri tipici. Ci sono precise normative che regolamentano i settori produttivi in Europa e negli Stati Uniti per ciò che riguarda la presenza dei metalli più pericolosi. Anche per questo, le aziende attente alla qualità dei prodotti e alla tutela del consumatore hanno grande interesse ad allargare il loro portafoglio analitico con queste strumentazioni. 

Il dott. Sessa ha approfondito le caratteristiche e i requisiti di laboratorii moderni per introdurre la nuova generazione di sistemi integrati per l’analisi di speciazione. L’integrazione tra le tecniche HPLC e ICP-MS garantisce una maggiore semplicità nel flusso di lavoro. Con i modelli presentati, migliorano le tolleranze alle interferenze e la sensibilità di rilevazione, tra le altre cose, oltre a una più facile gestione delle componenti hardware e software. 

Le applicazioni sono molteplici, e vanno a interessare proprio quei settori cruciali di cui si è discusso durante l’incontro, come l’alimentare o il monitoraggio delle acque, per quanto riguarda l’arsenico e il cromo esavalente. La speciazione simultanea è una versione particolarmente innovativa ed efficace di queste metodiche e strumentazioni, proprio per lo studio delle specie metalliche più rischiose, e che consente di allargare l’analisi ad altri elementi come i composti del bromo, aprendo inoltre alla possibilità di ulteriori innovazioni. 

Ci sono infatti altre sfide scientifiche e tecnologiche all’orizzonte, nel campo della speciazione. PerkinElmer ha tutte le risorse per rispondere con successo, come dimostra la sua lunga storia di eccellenze.

Il talk B2Better si è chiuso con al solito con la partecipazione attiva del pubblico, in un momento di Q&A.

Questo è stato l’incontro conclusivo per quest’anno, l’appuntamento è alla nuova stagione del 2024!

 

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