Caracterização de pólen e partículas no ar por Microscopia Infravermelha

Introdução

O pólen é composto por grãos microscópicos produzidos pelas plantas que contêm os gametas masculinos, sendo essencial para a reprodução vegetal. Além de seu papel ecológico, o pólen é relevante para estudos de alergias, monitoramento ambiental e pesquisas em biodiversidade. Determinar a concentração de pólen no ar é fundamental para avaliar a exposição humana, compreender padrões de dispersão e estudar a variabilidade espacial de aeroalérgenos.

As principais formas de amostragem de pólen incluem métodos ativos, como amostradores volumétricos (Burkard e Rotorod), que capturam partículas por fluxo de ar, e métodos passivos, como a armadilha de Durham ou a armadilha de Tauber, que coletam partículas por deposição gravitacional. Cada técnica apresenta vantagens e limitações em termos de custo, escalabilidade e representatividade espacial.

Neste contexto, novas abordagens analíticas têm sido exploradas. Esta aplicação descreve um novo método potencial para analisar pólen utilizando o microscópio infravermelho IRT-7200 e o software de Análise de Partículas JASCO, que permite a detecção e caracterização detalhada das partículas, complementando técnicas como o espalhamento de luz para avaliação rápida e precisa. Convidamos o leitor a conferir os resultados obtidos neste estudo e a explorar o potencial desta metodologia para aplicações ambientais e de pesquisa.

Experimental

Amostra e Método

Para a coleta de partículas, foram utilizadas placas de CaF₂ (10 mm de diâmetro x 1 mm de espessura), que permitem a transmissão de luz infravermelha, em substituição às lâminas de vidro convencionais. As placas foram expostas ao ar livre na fábrica da Jasco, na cidade de Hachioji no Japão, por 24 horas (de 3 a 4 de abril de 2023). As partículas capturadas foram analisadas utilizando um microscópio infravermelho. As imagens obtidas, tanto visuais quanto químicas, foram processadas com o software JASCO Particle Analysis. Durante a coleta, não foi aplicada vaselina branca, que absorve luz infravermelha, para evitar interferência nas medições.

Equipamento

• Espectrômetro: FT/IR-6X
• Microscópio: IRT-7200, multicanal
• Software de análise: JASCO Particle Analysis

Parâmetros de Medição

• Resolução espectral: 8 cm⁻¹
• Número de acúmulos: 4
• Modos de análise: Transmissão e microscopia
• Objetiva: Espelho de foco 16x
• Detector: Linear array e MCT de banda média
• Resolução de pixel: 12,5 x 12,5 µm
• Área analisada: 1,6 x 1,6 mm (2,56 mm²)
• Pontos de medição: 16.384 (128 x 128)
• Tempo estimado por medição: ~5 minutos

ResultadosA Figura 1 apresenta a imagem microscópica da amostra, juntamente com os espectros de IR obtidos nos pontos de medição indicados. Observa-se uma distribuição de partículas de diferentes tamanhos sobre a superfície. A análise realizada com o software JASCO Particle Analysis indicou a presença de 32 partículas. A avaliação detalhada dos espectros revelou a ocorrência de pelo menos quatro substâncias distintas.

1. A partícula A apresenta uma banda de absorção em aproximadamente 1720 cm⁻¹, atribuída ao grupo carbonila (C=O) de ácidos carboxílicos, e bandas entre 1200 e 1100 cm⁻¹, associadas às estruturas cíclicas de polissacarídeos e ligações glicosí Com base na forma esférica e no diâmetro (20–50 µm), esta partícula é provavelmente de origem vegetal, sendo classificada como pólen.
2. O espectro da partícula B apresenta bandas em 1640 e 1550 cm⁻¹, correspondentes às amidas I e II, sendo compatível com o espectro de nylon disponível na base de dados. Esta partícula pode, portanto, ser nylon ou um microplástico suspenso no ar.
3. A partícula C apresenta espectro muito semelhante ao da celulose e não possui forma esférica, indicando que se trata possivelmente de um fragmento de madeira ou folha.

A partícula D foi classificada como substância inorgânica, devido à ausência de pico de absorção do grupo metileno (-CH₂-) próximo a 2900 cm⁻¹ e à falta de bandas características. Considerando a sazonalidade da poeira no Japão, esta partícula pode corresponder à poeira amarela.

A Figura 2 mostra imagens químicas calculadas com base na correlação entre os espectros de IR de pólen, nylon, celulose e materiais inorgânicos, e os espectros medidos em 16.384 pontos. O gráfico da figura apresenta a distribuição do tamanho das partículas calculada, codificada por cor de acordo com o tipo de partícula.

De acordo com o Bureau of Social Welfare and Public Health do Governo Metropolitano de Tóquio, o número de partículas de pólen transportadas pelo ar na cidade de Hachioji, entre 3 e 4 de abril de 2023, foi de aproximadamente 50/cm². O presente experimento obteve um valor de 3 partículas/2,56 mm², ou aproximadamente 117 partículas/cm². Embora este valor seja ligeiramente maior que o relatado, encontra-se na mesma ordem de grandeza.

Além do pólen, o método proposto também possui potencial para analisar simultaneamente microplásticos atmosféricos e poeira amarela.

Conclusão
A combinação do microscópio infravermelho IRT-7200 com o espectrômetro FT/IR-6X com o software JASCO Particle Analysis demonstrou ser eficaz na quantificação de grãos de pólen transportados pelo ar. À medida que mais dados de medição forem coletados, os resultados obtidos tendem a se aproximar daqueles gerados pelo método do coletor Durham. Além disso, este método apresenta potencial para a identificação e classificação do tipo de pólen, como cedro ou cipreste, ampliando suas aplicações em estudos ambientais e de monitoramento aeroalérgico.

Fale com os nossos vendedores!

Increva-se

Receba o conteúdo da Jasco Brasil direto no seu e-mail.

Enviar!

Obrigado por se inscrever