EVALUACIÓN DE LA ADQUISICIÓN DE DATOS Y PROCESAMIENTO DE LA SEÑAL EN qRMN López, Eduardo E.; Santos, Leandro; Rillo, Sergio
INTI Química – Lab. Productos Industriales Sintéticos eelopez@inti.gob.ar
OBJETIVO Las determinaciones cuantitativas por Resonancia Magnética Nuclear (qNMR, por sus siglas en inglés) comenzaron a implementarse hace algunos años debido a la aparición de instrumentos de alta resolución y se difundieron ampliamente como resultado de la posibilidad de medir directamente la fracción másica de una sustancia. Si bien el procedimiento de medición es relativamente simple, hay que minimizar las posibles fuentes de error involucradas desde la preparación de la muestra pasando por la adquisición digital de datos y el procesamiento de los mismos. En el presente trabajo se presentan las distintas variables involucradas, posibles fuentes de error y la incertidumbre asociada con la medición de la pureza de la dimetilsulfona (DMSO2).
DESCRIPCIÓN La muestra de dimetilsolfona (DMSO2) y el estándar interno (SI) de ácido 3,5bis(trifluormetil)benzoico (3,5-BTFMBA) fueron suministrados por el National Metrology Institue of Japan (NMIJ) en el marco de la intercomparación piloto del Comité Consultivo de Cantidad de Sustancia (CCQM P-150). De la muestra original enviada se pesaron 3 fracciones de alrededor de 50,00 mg de SI y 10,00 mg de DMSO2 cada una constituyendo tres muestras independientes: muestras 1, 2 y 3. Para ello se usó una balanza Sartorius Cubis con resolución de 0,01 mg y se disolvieron en metanol-d4 99,8%deuterio marca Sigma, luego se introdujo la solución en un tubo de RMN de 5 mm marca Wilmad 527-PP8 y finalmente en un espectrómetro de RMN Bruker Avance DPX400 a temperatura de 25,0 °C y un campo de 9.4 Tesla (400 MHz). Se utilizó una sonda QNP (1H/15N/13C/31P) sintonizada a la frecuencia del protón.
Parámetros instrumentales
sw (ancho espectral)
7,288 ppm
pulso
90°
P1 (duración del pulso)
11 s
AQ (tiempo de adquisición) 11,2460 s
TD (adquisición de puntos
complejos)
65536 puntos
D1 (tiempo de espera entre 30 s
pulsos)
NS (número de barridos) SI (tamaño del espectro) Corrección de fase Corrección de línea de base
16 32768 puntos automática polinomial grado 5
El software utilizado fue TOPSpin 1.3. El rango de integración del SI es de 9 a 7.5 ppm y rango de integración de la DMSO2 3.1 a 2.7 ppm. Se consideró como Masa Molar del SI 258.117 g/mol y como Masa Molar del analito 94.133 g/mol. Cada muestra se midió en días sucesivos, realizándose tres determinaciones para cada una de ellas.
Figura 1: Espectrómetro de RMN 400MHz
RESULTADOS
Para el cálculo de pureza se utilizó la siguiente ecuación:
In Mm
P A
I
s
Std s
nM
Std P m std
Std s std s
Ecuación 1: Fracción másica de DMSO2
1
pstd: fracción másica de SI mstd: masa de SI. Mstd: masa molar del SI nstd : número de hidrógenos del pico para cuantificación del SI Istd: área del pico para cuantificación del SI ms: masa de la muestra de DMSO2 Ms: masa molar del DMSO2 ns: número de hidrógenos del pico para cuantificación de la muestra de DMSO2 Is: área del pico para cuantificación de la muestra de DMSO2 pA: fracción másica de DMSO2
Las fuentes de incertidumbre consideradas
fueron: La incertidumbre en la pesada La incertidumbre en la medición del área de
las integrales de las señales de interés El SI debía considerarse con pureza
1000mg/g e ignorar la incertidumbre en la
pureza.
Los resultados presentados por el INTI en la intercomparación CCQM-P150 fueron:
Tabla 1: Resultados presentados en el CCQM-P150
Fracción másica (mg/g)
1000,
42
Incertidumbre estándar (u) (mg/g) 4,20
Factor de cobertura
2
Incertidumbre expandida (U95%) (mg/g)
8,60
Figura 2: Espectro de muestra y SI
CONCLUSIONES
A continuación se muestran los valores asignados de pureza y el desempeño alcanzado por el INTI en comparación con los otros Institutos Nacionales de Metrología (NMIs):
Figura 3: Gráfico de valores de los distintos NMIs
El valor informado por INTI es uno de los 6 resultados que están dentro del rango del valor de referencia.
Tabla 2: Valores de referencia y medio
Valor
de (999,64 0,89) Estimado por
referencia
mg/g
balance de
masa
Valor medio 999,55 mg/g Medido por
de los NMIs
RMN
considerados
(descartado
1
participante)
Se evidencia la necesidad de disminuir la incertidumbre de la medición aunque dadas las condiciones instrumentales usadas es poco probable. Este tipo de intercomparaciones serán de utilidad al momento de declarar CMCs en la determinación de moléculas orgánicas pequeñas.
BIBLIOGRAFIA Jancke, H., Malz, F. (2005). Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 38, 813-823.
Deubner,R., Holzgrabe,U., Schollmayer,C., Waibel, B. (2005). Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 38, 806-812.
Soininen, P. (2008). Quantitative 1H NMR Spectroscopy. Chemical and Biological Applications. Doctoral dissertation. University of Kuopio, Finland.
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