Otimização e validação de metodologia analítica empregando SPE e LC-ESI-MS/MS para determinação de multiclasses de agrotóxicos e metabólitos em água de superfície e de abastecimento público

A aplicação de agrotóxicos nas práticas agrícolas aumentou muito nos últimos anos. Isto vem ocorrendo devido ao crescimento populacional, demandando maior produção de alimentos. O uso de agrotóxicos e seus resíduos tornaram-se um problema devido a possível contaminação das águas de superfície e subterrânea, podendo impactar o meio ambiente e causar danos à saúde pública. Na cidade de Rio Grande, RS, Brasil, o suprimento de água potável é realizado pela CORSAN (Companhia Riograndense de Saneamento), que capta a água do Canal São Gonçalo, o qual estabelece uma ligação entre as duas lagoas: Lagoa dos Patos e Lagoa Mirim. Em suas margens há também a captação de água para irrigação das culturas agrícolas. Esta interação entre o uso da água das lagoas e a agricultura, pode resultar na contaminação das águas que são captadas para abastecimento dos municípios situados na região. Uma metodologia analítica empregando Extração em Fase Sólida (SPE) e Cromatografia Líquida acoplada a uma fonte de ionização por Electrospray tandem Espectrometria de Massas (LCESI-MS/MS) foi desenvolvida e validada para a determinação de dezoito agrotóxicos multiclasses (herbicidas, inseticidas e fungicidas) e dois metabólitos em amostras de água superficial e de abastecimento público. Esta metodologia foi aplicada para monitoramento durante dez meses na água superficial do Canal São Gonçalo e na água de consumo da cidade de Rio Grande, após o tratamento pela CORSAN. Os agrotóxicos selecionados foram: clomazona, bispiribaque-sódio, diurom, atrazina, simazina, imazetapir, imazapique, metsulfuron-metílico, quincloraque, penoxsulam, 2,4-D, pirazosulfuron-etílico, bentazona, propanil, irgarol, tebuconazol, fipronil e carbofurano. Os metabólitos foram: 3,4-DCA e 3-hidroxicarbofurano. Os limites de detecção do método variaram entre 0,4 – 40,0 ng L -1 , enquanto para os limites de quantificação a variação foi de 4,0 – 100,0 ng L -1 . Todos os compostos apresentaram excelente linearidade, com coeficiente de determinação maior do que 0,99. As recuperações empregando SPE com cartuchos contendo 500 mg de C18ec, variaram entre 70 a 120%, para 95% dos compostos, apresentando %RSD 20%. Através do monitoramento de múltiplas reações (MRM), duas transições diferentes (íon precursor – íon produto) foram selecionadas para cada composto, uma para quantificação e outra para confirmação, o que aumentou a seletividade do método. Para as amostras analisadas, foram detectados agrotóxicos nível de ng L -1 . O método desenvolvido é sensível, rápido e apresenta elevada seletividade, permitindo a identificação e a quantificação dos agrotóxicos em águas superficiais e de abastecimento público, atendendo os níveis requeridos pelos órgãos reguladores como da União Européia (98/83/EC) e do Brasil segundo a Portaria Nº. 518 (25/03/2004).

Métabolomique et spectrométrie de masse : de nouvelles perspectives en analyse biomédicale

International audience

Desenvolvimento de método para determinação de ferro e cobre em vinho por espectrofotometria empregando DLLME

Este trabalho propõe o desenvolvimento de métodos de preparo de amostra empregando a microextração líquido-líquido dispersiva (DLLME) para a extração e pré- concentração de Fe e Cu em vinho, seguido da determinação espectrofotométrica na região do ultravioleta-visível (UV-Vis). Nas extrações por DLLME, a complexação de Fe e Cu foi feita com pirrolidina ditiocarbamato de amônio (APDC) e dietilditiocarbamato de sódio (DDTC), respectivamente. Para a DLLME, foi usada uma mistura apropriada de pequenos volumes de dois solventes, um extrator e outro dispersor, a qual foi rapidamente injetada na amostra aquosa, ocorrendo à formação de uma dispersão e a extração praticamente instantânea dos analitos. Na otimização da DLLME para extração de Fe foram avaliados alguns parâmetros como, tipo de solvente extrator (C2Cl4, 80 µL) e dispersor (acetonitrila, 1300 µL) e seus volumes, pH (3,0), concentração do APDC (1%, m/v), adição de NaCl (0,02 mol L -1 ) e tempo de extração. Para extração de Cu foi aplicado um planejamento fatorial completo 25 para avaliar a influência de cinco variáveis independentes: volume dos solventes dispersor (acetonitrila, 1600 µL) e extrator (CCl4, 60 µL), concentração de DDTC (2%, m/v), pH (3,0) e concentração de NaCl. Após a otimização das condições para Fe, a curva de calibração com adição de analito foi linear entre 0,2 e 2,5 mg L-1 para vinho branco (R2 = 0,9985) e para vinho tinto (R2 = 0,9988). Para Cu, a curva de calibração com adição de analito foi linear entre 0,05 e 1,0 mg L-1 para vinho branco (R2 = 0,9995) e para vinho tinto (R2 = 0,9986). Os limites de quantificação foram de 0,75 e 0,37 mg L-1 para Fe e Cu, respectivamente. A exatidão foi avaliada utilizando ensaio de recuperação, as quais variaram entre 96% e 112%, com desvio padrão relativo inferior a 8%. Os métodos foram aplicados para 5 amostras de vinho branco e 5 amostras de vinho tinto, obtendo-se concentrações entre 1,3 e 5,3 e entre 2,5 e 4,4 mg L-1 para Fe e entre 0,4 e 1,5 e entre 0,9 e 2,5 mg L-1 para Cu, respectivamente. Os métodos desenvolvidos para a extração e pré-concentração de Fe e Cu em vinhos por DLLME e quantificação por UV-Vis mostraram-se adequados, em termos de linearidade, exatidão e precisão.

Quantificação de açúcares com uma língua eletrónica: calibração multivariada com seleção de sensores

Este trabalho incide na análise dos açúcares majoritários nos alimentos (glucose, frutose e sacarose) com uma língua eletrónica potenciométrica através de calibração multivariada com seleção de sensores. A análise destes compostos permite contribuir para a avaliação do impacto dos açúcares na saúde e seu efeito fisiológico, além de permitir relacionar atributos sensoriais e atuar no controlo de qualidade e autenticidade dos alimentos. Embora existam diversas metodologias analíticas usadas rotineiramente na identificação e quantificação dos açúcares nos alimentos, em geral, estes métodos apresentam diversas desvantagens, tais como lentidão das análises, consumo elevado de reagentes químicos e necessidade de pré-tratamentos destrutivos das amostras. Por isso se decidiu aplicar uma língua eletrónica potenciométrica, construída com sensores poliméricos selecionados considerando as sensibilidades aos açucares obtidas em trabalhos anteriores, na análise dos açúcares nos alimentos, visando estabelecer uma metodologia analítica e procedimentos matemáticos para quantificação destes compostos. Para este propósito foram realizadas análises em soluções padrão de misturas ternárias dos açúcares em diferentes níveis de concentração e em soluções de dissoluções de amostras de mel, que foram previamente analisadas em HPLC para se determinar as concentrações de referência dos açúcares. Foi então feita uma análise exploratória dos dados visando-se remover sensores ou observações discordantes através da realização de uma análise de componentes principais. Em seguida, foram construídos modelos de regressão linear múltipla com seleção de variáveis usando o algoritmo stepwise e foi verificado que embora fosse possível estabelecer uma boa relação entre as respostas dos sensores e as concentrações dos açúcares, os modelos não apresentavam desempenho de previsão satisfatório em dados de grupo de teste. Dessa forma, visando contornar este problema, novas abordagens foram testadas através da construção e otimização dos parâmetros de um algoritmo genético para seleção de variáveis que pudesse ser aplicado às diversas ferramentas de regressão, entre elas a regressão pelo método dos mínimos quadrados parciais. Foram obtidos bons resultados de previsão para os modelos obtidos com o método dos mínimos quadrados parciais aliado ao algoritmo genético, tanto para as soluções padrão quanto para as soluções de mel, com R²ajustado acima de 0,99 e RMSE inferior a 0,5 obtidos da relação linear entre os valores previstos e experimentais usando dados dos grupos de teste. O sistema de multi-sensores construído se mostrou uma ferramenta adequada para a análise dos iii açúcares, quando presentes em concentrações maioritárias, e alternativa a métodos instrumentais de referência, como o HPLC, por reduzir o tempo da análise e o valor monetário da análise, bem como, ter um preparo mínimo das amostras e eliminar produtos finais poluentes.

Avaliação da técnica de dispersão da matriz em fase sólida assistida por vórtex para análise de fármacos em peixes

Os fármacos classificados como contaminantes orgânicos emergentes tornaramse tópico de discussão ambiental pois estes são capazes de atingir diferentes matrizes do meio ambiente, como água, solo e organismos aquáticos, e estudos demonstrando a toxicidade tem despertado o interesse científico. Neste estudo um método analítico foi otimizado e validado para determinação de quinze fármacos em amostras de peixes empregando preparo de amostras por dispersão da matriz em fase sólida (MSPD) assistida por vórtex e determinação por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas sequencial (LC-MS/MS). O estudo ainda focou na aplicação de diferentes suportes sólidos na etapa de dispersão da MSPD, sendo que três (quitina, quitosana e concha de mexilhão dourado) foram utilizados pela primeira vez para esta finalidade, O método otimizado foi validado seguindo os parâmetros do INMETRO, ANVISA, SANCO e FDA. A curva analítica e linearidade foram avaliados através da calibração externa e superposição na matriz. Os compostos demonstraram linearidade dentro da faixa recomendada, com coeficiente de correlação maior do que 0,99. Os limites de detecção do método variaram de 1 a 100 ng g -1 , e os limites de quantificação a variaram de 5 a 1000 ng g -1 . Os valores de recuperação variaram de 68% a 108%, com RSD menores que 13% para todos os compostos. O efeito de matriz foi avaliado e quatro dos quinze compostos apresentaram efeito maior que ±20%. Na aplicabilidade o método demonstrou ser eficiente para extração de fármacos de diferentes espécies de peixe, apresentando exatidão e precisão adequados. Não foram encontrados resíduos de fármacos nas amostras analisadas.

Dual layer solid phase extraction based on molecular imprinting technology: Seeking a route to enhance selectivity for trace analysis of pesticide residues in olive oil.

Aiming to introduce a multiresidue analysis for the trace detection of pesticide residues belonging to organophosphorus and triazine classes from olive oil samples, a new sample preparation methodology comprising the use of a dual layer of “tailor-made” molecularly imprinted polymers (MIPs) SPE for the simultaneous extraction of both pesticides in a single procedure has been attempted. This work has focused on the implementation of a dual MIP-layer SPE procedure (DL-MISPE) encompassing the use of two MIP layers as specific sorbents. In order to achieve higher recovery rates, the amount of MIP layers has been optimized as well as the influence of MIP packaging order. The optimized DL-MISPE approach has been used in the preconcentration of spiked organic olive oil samples with concentrations of dimethoate and terbuthylazine similar to the maximum residue limits and further quantification by HPLC. High recovery rates for dimethoate (95%) and terbuthylazine (94%) have been achieved with good accuracy and precision. Overall, this work constitutes the first attempt on the development of a dual pesticide residue methodology for the trace analysis of pesticide residues based on molecular imprinting technology. Thus, DL-MISPE constitutes a reliable, robust, and sensitive sample preparation methodology that enables preconcentration of the target pesticides in complex olive oil samples, even at levels similar to the maximum residue limits enforced by the legislation.

Development of Imaging Mass Spectrometry Analysis of Lipids in Biological and Clinically Relevant Applications

La spectrométrie de masse mesure la masse des ions selon leur rapport masse sur charge. Cette technique est employée dans plusieurs domaines et peut analyser des mélanges complexes. L’imagerie par spectrométrie de masse (Imaging Mass Spectrometry en anglais, IMS), une branche de la spectrométrie de masse, permet l’analyse des ions sur une surface, tout en conservant l’organisation spatiale des ions détectés. Jusqu’à présent, les échantillons les plus étudiés en IMS sont des sections tissulaires végétales ou animales. Parmi les molécules couramment analysées par l’IMS, les lipides ont suscité beaucoup d'intérêt. Les lipides sont impliqués dans les maladies et le fonctionnement normal des cellules; ils forment la membrane cellulaire et ont plusieurs rôles, comme celui de réguler des événements cellulaires. Considérant l’implication des lipides dans la biologie et la capacité du MALDI IMS à les analyser, nous avons développé des stratégies analytiques pour la manipulation des échantillons et l’analyse de larges ensembles de données lipidiques. La dégradation des lipides est très importante dans l’industrie alimentaire. De la même façon, les lipides des sections tissulaires risquent de se dégrader. Leurs produits de dégradation peuvent donc introduire des artefacts dans l’analyse IMS ainsi que la perte d’espèces lipidiques pouvant nuire à la précision des mesures d’abondance. Puisque les lipides oxydés sont aussi des médiateurs importants dans le développement de plusieurs maladies, leur réelle préservation devient donc critique. Dans les études multi-institutionnelles où les échantillons sont souvent transportés d’un emplacement à l’autre, des protocoles adaptés et validés, et des mesures de dégradation sont nécessaires. Nos principaux résultats sont les suivants : un accroissement en fonction du temps des phospholipides oxydés et des lysophospholipides dans des conditions ambiantes, une diminution de la présence des lipides ayant des acides gras insaturés et un effet inhibitoire sur ses phénomènes de la conservation des sections au froid sous N2. A température et atmosphère ambiantes, les phospholipides sont oxydés sur une échelle de temps typique d’une préparation IMS normale (~30 minutes). Les phospholipides sont aussi décomposés en lysophospholipides sur une échelle de temps de plusieurs jours. La validation d’une méthode de manipulation d’échantillon est d’autant plus importante lorsqu’il s’agit d’analyser un plus grand nombre d’échantillons. L’athérosclérose est une maladie cardiovasculaire induite par l’accumulation de matériel cellulaire sur la paroi artérielle. Puisque l’athérosclérose est un phénomène en trois dimension (3D), l'IMS 3D en série devient donc utile, d'une part, car elle a la capacité à localiser les molécules sur la longueur totale d’une plaque athéromateuse et, d'autre part, car elle peut identifier des mécanismes moléculaires du développement ou de la rupture des plaques. l'IMS 3D en série fait face à certains défis spécifiques, dont beaucoup se rapportent simplement à la reconstruction en 3D et à l’interprétation de la reconstruction moléculaire en temps réel. En tenant compte de ces objectifs et en utilisant l’IMS des lipides pour l’étude des plaques d’athérosclérose d’une carotide humaine et d’un modèle murin d’athérosclérose, nous avons élaboré des méthodes «open-source» pour la reconstruction des données de l’IMS en 3D. Notre méthodologie fournit un moyen d’obtenir des visualisations de haute qualité et démontre une stratégie pour l’interprétation rapide des données de l’IMS 3D par la segmentation multivariée. L’analyse d’aortes d’un modèle murin a été le point de départ pour le développement des méthodes car ce sont des échantillons mieux contrôlés. En corrélant les données acquises en mode d’ionisation positive et négative, l’IMS en 3D a permis de démontrer une accumulation des phospholipides dans les sinus aortiques. De plus, l’IMS par AgLDI a mis en évidence une localisation différentielle des acides gras libres, du cholestérol, des esters du cholestérol et des triglycérides. La segmentation multivariée des signaux lipidiques suite à l’analyse par IMS d’une carotide humaine démontre une histologie moléculaire corrélée avec le degré de sténose de l’artère. Ces recherches aident à mieux comprendre la complexité biologique de l’athérosclérose et peuvent possiblement prédire le développement de certains cas cliniques. La métastase au foie du cancer colorectal (Colorectal cancer liver metastasis en anglais, CRCLM) est la maladie métastatique du cancer colorectal primaire, un des cancers le plus fréquent au monde. L’évaluation et le pronostic des tumeurs CRCLM sont effectués avec l’histopathologie avec une marge d’erreur. Nous avons utilisé l’IMS des lipides pour identifier les compartiments histologiques du CRCLM et extraire leurs signatures lipidiques. En exploitant ces signatures moléculaires, nous avons pu déterminer un score histopathologique quantitatif et objectif et qui corrèle avec le pronostic. De plus, par la dissection des signatures lipidiques, nous avons identifié des espèces lipidiques individuelles qui sont discriminants des différentes histologies du CRCLM et qui peuvent potentiellement être utilisées comme des biomarqueurs pour la détermination de la réponse à la thérapie. Plus spécifiquement, nous avons trouvé une série de plasmalogènes et sphingolipides qui permettent de distinguer deux différents types de nécrose (infarct-like necrosis et usual necrosis en anglais, ILN et UN, respectivement). L’ILN est associé avec la réponse aux traitements chimiothérapiques, alors que l’UN est associé au fonctionnement normal de la tumeur.

Fenóis voláteis em vinhos tintos

As leveduras Dekkera/Brettanomyces são responsáveis pela formação de fenóis voláteis em vinhos tintos, tornando-se numa grande preocupação para a produção enológica a nível mundial, devido à dificuldade em controlá-las. Os fenóis voláteis são responsáveis por aromas desagradáveis nos vinhos tintos, diminuindo a sua qualidade e resultando em grandes perdas económicas. Este trabalho teve como principal objectivo estudar um método de preparação de amostra e um método cromatográfico para analisar e quantificar os principais fenóis voláteis (4-etilfenol, 4-etilguaiacol, 4-etilcatecol, 4-vinilfenol e o 4-vinilguaiacol), em meio sintético e em vinhos tintos comerciais. A preparação de amostras foi efectuada através do método de extracção líquido-líquido e a separação dos compostos foi efectuada por cromatografia gasosa com detector de ionização de chama (GC-FID). Os resultados obtidos permitem concluir que é possível detectar e quantificar os fenóis voláteis com este método, incluindo o 4-etilcatecol. O 4-etilfenol foi o composto mais abundante nos vinhos tintos comerciais estudados. ABSTRACT: The yeasts Dekkera I Brettanomyces are responsible for the formation of volatile phenols in red wine, becoming a major concern for the enological production worldwide because of the difficulty in controlling them. The volatile phenols are responsible for unpleasant aromas in red wines, reducing its quality and resulting in great economic lasses. The main objective of this work was to study a sample preparation and a chromatographic method to analyze main volatile phenols (4-ethylphenol, 4-ethylguaiacol, 4-ethylcatechol, 4-vinylphenol and 4-vinylguaiacol) in synthetic wine and red wines. Sample preparation was done by liquid-liquid extraction and compounds separation was achieved by gas chromatography with flame ionization detector (GC­ FID) Results showed that it is possible to detect and quantified volatile phenols with the methodology proposed, including 4-ethylcatechol. 4-ethylphenol was the main compound found in commercial red wines.

Unravelling the nanostructure of strawberry fruit pectins by atomic force microscopy

Atomic force microscopy (AFM) allows the analysis of individual polymers at nanostructural level with a minimal sample preparation. This technique has been used to analyse the pectin disassembly process during the ripening and postharvest storage of several fleshy fruits. In general, pectins analysed by AFM are usually visualized as isolated chains, unbranched or with a low number of branchs and, occasionally, as large aggregates. However, the exact nature of these structures is unknown. It has been suggested that pectin aggregates represent a mixture of rhamnonogalacturonan I and homogalacturonan, while isolated chains and their branches are mainly composed by polygalacturonic acid. In order to gain insight into the nature of these structures, sodium carbonate soluble pectins from ripe strawberry (Fragaria x ananassa, Duch.) fruits were subjected to enzymatic digestion with endo-Polygalacturonase M2 from Aspergillus aculeatus, and the samples visualized by AFM at different time intervals. Pectins isolated from control, non-transformed plants, and two transgenic genotypes with low level of expression of ripening-induced pectinase genes encoding a polygalacturonase (APG) or a pectate lyase (APEL) were also included in this study. Before digestion, isolated pectin chains from control were shorter than those from transgenic fruits, showing number-average (LN) contour length values of 73.2 nm vs. 95.9 nm and 91.4 nm in APG and APEL, respectively. The percentage of branched polymers was significantly higher in APG polyuronides than in the remaining genotypes, 33% in APG vs. 6% in control and APEL. As a result of the endo-PG treatment, a gradual decrease in the main backbone length of isolated chains was observed in the three samples. The minimum LN value was reached after 8 h of digestion, being similar in the three genotypes, 22 nm. By contrast, the branches were not visible after 1.5-2 h of digestion. LN values were plotted against digestion time and the data fitted to a first-order exponential decay curve, obtaining R2 values higher than 0.9. The half digestion time calculated with these equations were similar for control and APG pectins, 1.7 h, but significantly higher in APEL, 2.5 h, indicating that these polymer chains were more resistant to endo-PG digestion. Regarding the pectin aggregates, their volumes were estimated and used to calculate LN molecular weights. Before digestion, control and APEL samples showed complexes of similar molecular weights, 1722 kDa, and slightly higher than those observed in APG samples. After endo-PG digestion, size of complexes diminished significantly, reaching similar values in the three pectin samples, around 650 kDa. These results suggest that isolated polymer chains visualized by AFM are formed by a HG domain linked to a shorter polymer resistant to endo-PG digestion, maybe xylogalacturonan or RG-I. The silencing of the pectate lyase gene slightly modified the structure and/or chemical composition of polymer chains making these polyuronides more resistant to enzymatic degradation. Similarly, polygalacturonic acid is one of the main component of the aggregates.

Influence of shade, curing mode, and aging on the color stability of resin cements

The color stability of resin cements is essential for aesthetic restorations. Aim: To evaluate the influence of shade and aging time on the color stability of two light-cured and two dual-cured resin cements. Methods: The CIE-Lab color parameters (n=6) were measured immediately after sample preparation and at 7, 30 and 90 days of aging in distilled water. The color difference (ΔE) was calculated and then analyzed by three-way ANOVA for repeated measures and Tukey’s HSD test (α=0.05). Results: ΔE was higher for transparent resin colors, followed by dark and light colors. The mean values of ΔE were lower for both light-cured resin cements compared to the dual-cured cements. As the aging time increased, ΔE values increased. Conclusions: The light-cured resin cements showed greater color stability. The lighter shades of luting were more likely to display a greater color change.

Desenvolvimento de método para discriminação entre marcas de uísque e identificação de adulteração por espectroscopia UV-Vis e PLS-DA

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2015.

Photochemistry of 4-chlorophenol on cellulose and silica

The photochemistry of 4-chlorophenol (4-CP) was studied on silica and cellulose, using time-resolved diffuse reflectance techniques and product degradation analysis. The results have shown that the photochemistry of 4-CP depends on the support, on the concentration, and also on the sample preparation method. Transient absorption and photoproduct results can be understood by assuming the formation of the carbene 4-oxocyclohexa-2,5-dienylidene in both supports. On cellulose, at concentrations lower than 10 mumol g(-1), the carbene leads to the unsubstituted phenoxyl radical, and phenol is the main degradation product. At higher concentrations a new transient resulting from phenoxyl radicals coupling was also observed, and dihydroxybiphenyls are also formed. The reaction of the carbene with ground-state 4-CP was also detected through the formation of 5-chloro-2,4'-dihydroxybiphenyl. 4-Chlorophenoxyl radical and degradations products resulting from its coupling were also detected. Oxygen has little effect on the photochemistry of 4-CP on cellulose. On silica the transient benzoquinone O-oxide was formed in the presence of oxygen. Benzoquinone and hydroquinone are the main degradation products. In well-dried samples the formation of hydroquinone is reduced. At higher concentrations the same products as detected on cellulose were observed. 4-CP undergoes slow photochemical decomposition under solar radiation in both supports. The same main degradation products were observed in these conditions.

Libs in cultural heritage: recognition and identification of objects in an underwater archaeological shipwreck

Nowadays, one of the most important areas of interest in archeology is the characterization of the submersed cultural heritage. Mediterranean Sea is rich in archaeological findings due to storms, accidents and naval battles since prehistoric times. Chemical analysis of submerged materials is an extremely valuable source of information on the origin and precedence of the wrecks, and also the raw materials employed during the manufacturing of the objects found in these sites. Nevertheless, sometimes it is not possible to extract the archaeological material from the marine environment due to size of the sample, the legislation or preservation purposes. In these cases, the in-situ analysis turns into the only alternative for obtaining information. In spite of this demand, no analytical techniques are available for the in-situ chemical characterization of underwater materials. The versatility of laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) has been successfully tested in oceanography 1. Advantages such as rapid and in situ analysis with no sample preparation make LIBS a suitable alternative for field measurements. To further exploit the inherent advantages of the technology, a mobile fiber-based LIBS platform capable of performing remote measurements up to 50 meters range has been designed for the recognition and identification of artworks in underwater archaeological shipwrecks. The LIBS prototype featured both single-pulse (SP-LIBS) and multi-pulse excitation (MP-LIBS) 2. The use of multi-pulse excitation allowed an increased laser beam energy (up to 95 mJ) transmitted through the optical fiber. This excitation mode results in an improved performance of the equipment in terms of extended range of analysis (to a depth of 50 m) and a broader variety of samples to be analyzed (i.e., rocks, marble, ceramics and concrete). In the present work, the design and construction considerations of the instrument are reported and its performance is discussed on the basis of the spectral response, the remote irradiance achieved upon the range of analysis and its influence on plasma properties, as well as the effect of the laser pulse duration and purge gas to the LIBS signal. Also, to check the reliability and reproducibility of the instrument for field analysis several robustness tests were performed outside the lab. Finally, the capability of this instrument was successfully demonstrated in an underwater archaeological shipwreck (San Pedro de Alcántara, Malaga).

BARIUM CONCENTRATIONS IN ROCK SALT BY LASER INDUCED BREAKDOWN SPECTROSCOPY

Time-REsolved Laser Induced Breakdown Spectroscopy (TRELIBS) was used to determine the elemental concentration of barium in Texas Dome rock salt. TRELIBS allows for an efficient and in situ concentration analysis technique that detects a wide range of elements with no sample preparation. TRELIBS measurements were made in the 545nm to 594nm wavelength range. The proximity of a strong barium emission line (553.5481 nm) to the sodium doublet (588.9950 nm and 589.5924 nm) allowed for measurement within a single frame of the spectrograph. This barium emission line was compared to the sodium doublet for relative intensity. A homemade calibration sample containing known amounts of barium and sodium was used to determine the relative concentrations. By approximating the sodium content in the rock salt as 50%, we determined the absolute concentration of barium in the salt to be (0.13±0.03)%.