Caracterização e aplicação analítica de eletrodos modificados com sistemas porfirínicos supramoleculares

Estudos com eletrodos modificados foram conduzidos utilizando dois sistemas porfirínicos supramoleculares diferentes. O primeiro foi baseado na modificação de eletrodo de carbono vítreo com uma porfirina de níquel tetrarrutenada, [NiIITPyP{RuII(bipy)2Cl}4]4+. A modificação do eletrodo foi realizada por meio de sucessivos ciclos voltamétricos em meio alcalino (pH 13), gerando um eletrodo com característica similar a eletrodos modificados com α-Ni(OH)2. A caracterização química do filme formado foi realizada através das técnicas de voltametria cíclica, ressonância paramagnética eletrônica, espectroscopia eletrônica por reflectância e espectroscopia Raman com ensaio espectro-eletroquímico. Os resultados sugerem a formação de um polímero de coordenação, [µ-O2-NiIITPyP{RuII(bipy)2Cl}4]n, composto por subunidades porfirínicas ligadas entre si por pontes µ-peroxo axialmente coordenadas aos átomos de níquel (Ni-O-O-Ni). O crescimento do filme apresentou dependência da alcalinidade do meio pela formação do precursor octaédrico [Ni(OH)2TRPyP]2+ em solução, pela coordenação de OH- nas posições axiais do átomo de níquel. O processo de eletropolimerização indicou a participação de radical hidroxil, gerado por oxidação eletrocatalítica da água nos sítios periféricos da porfirina contendo o complexo de rutênio. O mesmo eletrodo foi aplicado como sensor eletroquímico para análise amperométrica de ácido fólico em comprimidos farmacêuticos. O sensor foi associado a um sistema de Batch Injection Analysis (BIA) alcançando considerável rapidez e baixo limite de detecção. Para as análises das amostras também foi proposto um método para a remoção da lactose, que agia como interferente. O segundo estudo envolveu a modificação de eletrodos de carbono vítreo com diferentes hemoglobinas, naturais (HbA0, HbA2 e HbS) e sintéticas (Hb-PEG5K2, αα-Hb-PEG5K2 e BT-PEG5K4), para a avaliação da eficiência na redução eletrocatalítica de nitrito mediada por FeI-heme. Os filmes foram produzidos pela mistura de soluções das hemoglobinas com brometo de didodecildimetiltrimetilamônio (DDAB), aplicados nas superfícies com consecutiva evaporação, formando filmes estáveis. Os valores de potencial redox para os processos do grupo heme e a sua associação com a disponibilidade do grupo na proteína foram avaliados por voltametria cíclica. Os valores das constantes de velocidade, k, para redução de nitrito foram obtidos por cronoamperometria em -1,1 V (vs Ag/AgCl(KCl 3M)) que foram utilizados para estudo comparativo entre as espécies sintéticas para eventual aplicação clínica.

Análise de acetona em ar exalado: desenvolvimento de método eletroanalítico e algoritmo para processamento de sinais

Propõe-se método novo e completo para análise de acetona em ar exalado envolvendo coleta com pré-concentração em água, derivatização química e determinação eletroquímica assistida por novo algoritmo de processamento de sinais. Na literatura recente a acetona expirada vem sendo avaliada como biomarcador para monitoramento não invasivo de quadros clínicos como diabetes e insuficiência cardíaca, daí a importância da proposta. Entre as aminas que reagem com acetona para formar iminas eletroativas, estudadas por polarografia em meados do século passado, a glicina apresentou melhor conjunto de características para a definição do método de determinação por voltametria de onda quadrada sem a necessidade de remoção de oxigênio (25 Hz, amplitude de 20 mV, incremento de 5 mV, eletrodo de gota de mercúrio). O meio reacional, composto de glicina (2 mol·L-1) em meio NaOH (1 mol·L-1), serviu também de eletrólito e o pico de redução da imina em -1,57 V vs. Ag|AgCl constituiu o sinal analítico. Para tratamento dos sinais, foi desenvolvido e avaliado um algoritmo inovador baseado em interpolação de linha base por ajuste de curvas de Bézier e ajuste de gaussiana ao pico. Essa combinação permitiu reconhecimento e quantificação de picos relativamente baixos e largos sobre linha com curvatura acentuada e ruído, situação em que métodos convencionais falham e curvas do tipo spline se mostraram menos apropriadas. A implementação do algoritmo (disponível em http://github.com/batistagl/chemapps) foi realizada utilizando programa open source de álgebra matricial integrado diretamente com software de controle do potenciostato. Para demonstrar a generalidade da extensão dos recursos nativos do equipamento mediante integração com programação externa em linguagem Octave (open source), implementou-se a técnica da cronocoulometria tridimensional, com visualização de resultados já tratados em projeções de malha de perspectiva 3D sob qualquer ângulo. A determinação eletroquímica de acetona em fase aquosa, assistida pelo algoritmo baseado em curvas de Bézier, é rápida e automática, tem limite de detecção de 3,5·10-6 mol·L-1 (0,2 mg·L-1) e faixa linear que atende aos requisitos da análise em ar exalado. O acetaldeído, comumente presente em ar exalado, em especial, após consumo de bebidas alcoólicas, dá origem a pico voltamétrico em -1,40 V, contornando interferência que prejudica vários outros métodos publicados na literatura e abrindo possibilidade de determinação simultânea. Resultados obtidos com amostras reais são concordantes com os obtidos por método espectrofotométrico, em uso rotineiro desde o seu aperfeiçoamento na dissertação de mestrado do autor desta tese. Em relação à dissertação, também se otimizou a geometria do dispositivo de coleta, de modo a concentrar a acetona num volume menor de água gelada e prover maior conforto ao paciente. O método completo apresentado, englobando o dispositivo de amostragem aperfeiçoado e o novo e efetivo algoritmo para tratamento automático de sinais voltamétricos, está pronto para ser aplicado. Evolução para um analisador portátil depende de melhorias no limite de detecção e facilidade de obtenção eletrodos sólidos (impressos) com filme de mercúrio, vez que eletrodos de bismuto ou diamante dopado com boro, entre outros, não apresentaram resposta.

Preparação e caracterização de nanopartículas de prata para aplicação no desenvolvimento de imunoensaio para imunoglobulina G humana

Neste trabalho, anticorpos anti-IgGh foram conjugados às nanopartículas de prata (NPAg) para detectar imunoglobulina G humana (IgGh). Um imunoensaio colorimétrico baseado na diminuição da agregação devido ao aumento da repulsão eletrostática após a interação ligante-alvo. A agregação é induzida pela variação da força iônica e uma mudança da coloração da suspensão coloidal de amarelo para vermelho pode ser observada. Na presença de IgGh, a agregação é inibida e a coloração da suspensão coloidal não se altera. As nanopartículas foram obtidas por meio de cinco procedimentos diferentes e caracterizadas por espectroscopia UV-Vis, espalhamento dinâmico de luz, difração de raios-X e microscopia eletrônica. Glicose e borohidreto de sódio foram utilizados como agentes redutores, enquanto CTAB e β-ciclodextrina foram utilizados como estabilizantes. Citrato de sódio foi utilizado como agente redutor e/ou estabilizante. Nanoesferas de carbono foram obtidas por tratamento hidrotérmico de uma solução aquosa de glicose e também foram utilizadas no preparo das nanopartículas. As nanopartículas foram funcionalizadas com ácido mercaptossuccínico e a conjugação ocorreu devido à interação entre grupos aminas e grupos carboxílicos ionizados, presentes no anticorpo e agente de acoplamento, respectivamente. A estabilidade dos conjugados e o efeito da adição de IgGh foram avaliados para todos os sistemas preparados. As nanopartículas de prata preparadas com borohidreto de sódio e citrato de sódio foram selecionadas para serem aplicadas no desenvolvimento do imunoensaio e as condições experimentais foram avaliadas. Em condições ótimas, observou-se uma correlação linear entre a diminuição da agregação do sistema (NPAg-anti-IgGh) e a concentração de IgGh (0 a 200 ng mL-1). O limite de detecção foi estimado em 25 ng mL-1. O método colorimétrico apresentou boa seletividade para a detecção de IgGh. Além disso, foi obtido um resultado satisfatório ao aplicar o método para determinação do fator IX de coagulação. Foi desenvolvido também um método para determinação de ATP baseado na agregação de nanopartículas de ouro. Aptâmeros foram utilizados como elemento de reconhecimento. Em princípio, o método pode ser aplicável à determinação de outros analitos, por meio da substituição do aptâmero utilizado neste trabalho pelo oligonucleotídeo específico para o alvo de interesse.

Ocorrência e caracterização de Giardia e Cryptosporidium em águas captadas para abastecimento público no município de Cajamar-SP e avaliação do risco

Introdução: O risco à saúde humana ocasionado pela contaminação biológica de águas captadas para abastecimento público é realçado pela ocorrência de surtos de doenças associadas aos protozoários Giardia e Cryptosporidium, que possuem baixas doses infecciosas e alta capacidade de sobrevivência no ambiente, além de serem capazes de resistir ao processo tradicional de desinfecção da água (cloração). Partindo-se da hipótese de que há um risco elevado de infecção por estes protozoários pela ingestão de água tratada por métodos convencionais e que fazem uso de mananciais superficiais impactados por contaminação biológica, resultando num possível incremento da incidência de diarréias, este estudo se propôs a verificar a ocorrência destes protozoários em águas captadas para abastecimento público no município de Cajamar-SP, caracterizar sua patogenicidade e avaliar o risco associado ao seu consumo através da água tratada. Métodos: Foram coletadas 48 amostras do ribeirão dos Cristais no ponto de captação da estação de tratamento de água, semanalmente, durante 12 meses (de 16/05/2013 a 21/05/2014). A detecção e a análise da concentração dos protozoários foram realizadas de acordo com Método 1623.1 da United States Environmental Protection Agency e a extração e caracterização dos espécies/genótipos de Giardia e Cryptosporidium foi realizada através metodologias moleculares e seqüenciamento. O risco de infecção pela ingestão de cistos de Giardia e oocistos de Cryptosporidium presentes na água tratada foi calculado usando a ferramenta da Avaliação Quantitativa do Risco Microbiológico, a partir dos dados de concentração dos patógenos obtidos pelo Método 1623.1, eficiência de remoção dos (oo)cistos durante o processo convencional de tratamento da água, modelo dose-resposta e taxa de ingestão diária de água para indivíduos menores de 5 anos e maiores de 21 anos. Resultados: Cistos de Giardia foram detectados em 83,3% das amostras (40/48), com concentrações variando desde o limite de detecção (<0,1) até 8,6 cistos/L. Oocistos de Cryptosporidium foram etectados em 37,5% das amostras (18/48), com concentrações variando desde o limite de detecção (<0,1) até 2 oocistos/L. As espécies/genótipos encontrados (Giardia intestinalis A e B e Cryptosporidium parvum e hominis) são característicos de contaminação antrópica e são frequentemente identificados em estudos epidemiológicos como responsáveis por surtos. A estimativa do risco anual de infecção por Giardia foi de 3,3x10-3 (IC95% 4,6x10-3) para crianças e de 11,5x10-3 (IC95% 13,3x10-3) para adultos, enquanto o risco por Cryptosporidium foi de 1,1x10-3 (IC95% 1,7x10-3) para crianças e de 3,9x10-3 (IC95% 5,0x10-3) para adultos. O incremento da incidência de diarréias foi observado no cenário de estudo após um acidente que resultou em transbordamento de esgotos não tratados no manancial, coincidindo com o aumento na detecção de (oo)cistos. Conclusão: Os resultados evidenciaram que a vulnerabilidade do ribeirão dos Cristais a contaminações biológicas pode culminar em um risco elevado de infecção e adoecimento por Giardia e Cryptosporidium através da ingestão de água tratada. Portanto, o caso é preocupante, tanto do ponto de vista do tratamento e abastecimento de água potável, quanto da degradação e contaminação do manancial, evidenciando a necessidade de se estabelecer medidas de intervenção direcionadas a promover a qualidade da água e garantir sua segurança

Desenvolvimento de procedimento analítico para determinação de iodato em sal de mesa utilizando sistema com multicomutação e detecção espectrofotométrica

A iodação do sal de mesa é considerada o caminho mais eficiente para controlar os Distúrbios por Deficiência de Iodo. Em países tropicais, o elemento pode ser adicionado na forma de KIO3. Para garantir que os níveis ideais do ânion estejam disponíveis ao consumidor, o controle de qualidade do sal consiste numa estratégia fundamental. Sistemas em fluxo com multicomutação representam uma alternativa versátil para o desenvolvimento de procedimentos simples, rápidos e limpos, minimizando o consumo de reagentes e a geração de resíduos. Nesse contexto, um procedimento analítico utilizando sistema com multicomutação e detecção espectrofotométrica foi desenvolvido para a determinação de iodato em sal de mesa. A reação empregada foi baseada na formação de um composto roxo (540 nm) entre iodato (IO3-) e p-aminofenol (PAP) em meio ácido. O tempo de residência da zona de amostra no percurso analítico foi explorado a fim de favorecer a reação lenta e a frequência de amostragem para a melhoria do desempenho analítico. Foram selecionados 2 pulsos para inserção de amostra, 3 pulsos para reagente (PAP 0,25% (m/v) em HCl 0,025 mol L-1), 7 ciclos de amostragem, 200 pulsos de carregador (água), bolha de ar de 1 s (40 µL), reator de 70 cm (3 mm d.i.) e parada de fluxo de 480 s. Resposta linear foi observada entre 2,28x10-5 e 3,65x10-4 mol L-1, descrita pela equação A = 0,2443 + 2030 C, r = 0,997. Limite de detecção (99,7% de confiança), coeficiente de variação (n = 20) e frequência de amostragem foram estimados em 8,2x10-6 mol L-1, 0,42% e 70 determinações por hora, respectivamente. Houve consumo de 1,05 mg de PAP e geração de 0,70 mL de resíduos por determinação. As principais espécies concomitantes presentes na amostra não interferiram na determinação de iodato em concentrações até 8 vezes maiores que as usualmente encontradas. Estudos de adição e recuperação de iodato foram realizados pelo procedimento proposto, obtendo porcentagens de recuperação entre 88 e 104%. O procedimento analítico desenvolvido apresenta sensibilidade adequada para a determinação de iodato em amostra de sal de mesa e elevada frequência de amostragem quando comparado com procedimentos descritos na literatura

Mineralogical analysis of ceramic tiles by FTIR: A quantitative attempt

A method for quantitative mineralogical analysis by ATR-FTIR has been developed. The method relies on the use of the main band of calcite as a reference for the normalization of the IR spectrum of a mineral sample. In this way, the molar absorptivity coefficient in the Lambert–Beer law and the components of a mixture in mole percentage can be calculated. The GAMS equation modeling environment and the NLP solver CONOPT (©ARKI Consulting and Development) were used to correlate the experimental data in the samples considered. Mixtures of different minerals and gypsum were used in order to measure the minimum band intensity that must be considered for calculations and the detection limit. Accordingly, bands of intensity lower than 0.01 were discarded. The detection limit for gypsum was about 7% (mol/total mole). Good agreement was obtained when this FTIR method was applied to ceramic tiles previously analyzed by X-ray diffraction (XRD) or mineral mixtures prepared in the lab.

Chemical Sensor Based on a Long-Period Fibre Grating Modified by a Functionalized Polydimethylsiloxane Coating

A chemical sensor based on a coated long-period grating has been prepared and characterized. Designer coatings based on polydimethylsiloxane were prepared by the incorporation of diphenylsiloxane and titanium cross-linker in order to provide enhanced sensitivity for a variety of key environmental pollutants and optimal refractive index of the coating. Upon microextraction of the analyte into the polymer matrix, an increase in the refractive index of the coating resulted in a change in the attenuation spectrum of the long-period grating. The grating was interrogated using ring-down detection as a means to amplify the optical loss and to gain stability against misalignment and power fluctuations. Chemical differentiation of cyclohexane and xylene was achieved and a detection limit of 300 ppm of xylene vapour was realized.

A Multiplex Real-Time PCR with High Resolution Melting Analysis for the Characterization of Antimicrobial Resistance in Neisseria gonorrhoeae.

Resistance to antibiotics used against Neisseria gonorrhoeae infections is a major public health concern. Antimicrobial resistance (AMR) testing relies on time-consuming culture-based methods. Development of rapid molecular tests for detecting AMR determinants could provide valuable tools for surveillance, epidemiological studies and to inform individual case management. We developed a fast (<1.5 hrs) SYBR-green based real-time PCR method with high resolution melting (HRM) analysis. One triplex and three duplex reactions included two sequences for N. gonorrhoeae identification and seven determinants of resistance to extended-spectrum cephalosporins (ESCs), azithromycin, ciprofloxacin, and spectinomycin. The method was validated by testing 39 previously fully-characterized N. gonorrhoeae strains, 19 commensal Neisseria spp., and an additional panel of 193 gonococcal isolates. Results were compared with culture-based AMR determination. The assay correctly identified N. gonorrhoeae and the presence or absence of the seven AMR determinants. There was some cross-reactivity with non-gonococcal Neisseria species and the detection limit was 10(3)-10(4) gDNA copies/reaction. Overall, the platform accurately detected resistance to ciprofloxacin (sensitivity and specificity, 100%), ceftriaxone (sensitivity 100%, specificity 90%), cefixime (sensitivity 92%, specificity 94%), azithromycin and spectinomycin (both sensitivity and specificity, 100%). In conclusion, our methodology accurately detects mutations generating resistance to antibiotics used to treat gonorrhea. Low assay sensitivity prevents direct diagnostic testing of clinical specimens but this method can be used to screen collections of gonococcal isolates for AMR more quickly than with current culture-based AMR testing.

Geochemistry of Eocene/Oligocene sediments of ODP Hole 154-925A

Paleoproductivity, nutrient burial, and carbon cycling were investigated across the Eocene/Oligocene (E/O) boundary (begin to end; 36.9-32.7 Ma at ~40 kyr resolution, timescale of Shackleton et al. (1999, doi:10.1098/rsta.1999.0407) at Ocean Drilling Program Site 925 on the Ceara Rise in the western equatorial Atlantic (3040 m present water depth; 748.26-850.70 mbsf). Downcore bulk sediment records of biogenic barium, total reactive phosphorus, biogenic silica, and calcium carbonate are interpreted to represent export production, net nutrient burial, biogenic opal production, and inorganic carbon burial, respectively. The global positive excursion in d13C subsequent to the E/O boundary is recorded at Site 925. Export production appears to have been externally forced by orbital parameters at eccentricity frequencies during the study interval, based on spectral analysis of the biogenic barium and reactive phosphorus records. Biogenic silica production or preservation increased after the Eocene/Oligocene boundary to a higher baseline, although overall productivity and nutrient burial did not increase, based on barium and reactive phosphorus records. Thus, although absolute production did not increase at this site, a shift in relative abundance of siliceous versus carbonate productivity may have resulted in a change in relative organic carbon burial. This may have contributed to the positive excursion in global oceanic d13C subsequent to the Eocene/Oligocene boundary, although the silica maximum persists after the carbon isotope excursion ends.

Description and geochemistry of DSDP Leg 55 Holes

One of the objectives of Leg 55 was to investigate the Tertiary history of sedimentation and environment on the Emperor Seamounts after their volcanic activity. For the three first sites, 430, 431, and 432, drilled on Ojin, Nintoku, and Yömei Seamounts, the Neogene sedimentary deposits are not well represented and are not typical pelagic sediments. Except for two holes (430A and 432), where we found calcareous oozes, the sediments are heterogeneous sands, gravels, and pebbly mudstones with a wide range in grain size and composition. Two phenomena characterize these deposits: the inheritance of volcaniclastic material and its alteration, and the authigenesis of secondary minerals including silicates, phosphates, and ferromanganese oxides formed under volcanic influence in a marine environment.

10Be/9Be-based chronostratigraphy of ODP Hole 181-1121B from the Southwest Pacific Ocean

A 10Be/9Be-based chronostratigraphy has been determined for ODP 181, Site 1121 sediment core, recovered from the foot of the Campbell Plateau, Southwest Pacific Ocean. This core was drilled through the Campbell 'skin drift' in ca. 4500 m water depth on the mid-western margin of the extensive Campbell Nodule Field, beneath the flow of the major cold-water Deep Western Boundary Current (DWBC). In the absence of detailed biostratigraphy, beryllium isotopes have provided essential time information to allow palaeo-environmental interpretation to be undertaken on the upper 7 m of the core. Measured 10Be/9Be ratios of sediment, and of ferromanganese nodules entrapped in the sediment, decrease systematically with depth in the core, in accordance with radioactive decay. However, the 10Be/9Be data diverge from ca. 3 m below the seafloor (mbsf) to the top of the core, giving rise to several possible geochronological models. The preferred model assumes that the measured 10Be/9Be ratios of the nodule rims reflect initial 10Be/9Be ratios equivalent to contemporary seawater, and that these can be used to derive the true age of the sediment where the nodules occur. The nodule rim ages can be then used to interpret the sediment 10Be/9Be data, which indicate an overall age to ca. 7 mbsf of ca. 17.5 Ma. The derived chronology is consistent with diatom biostratigraphy, which indicates an age of 2.2-3.6 Ma at 1 mbsf. Calculated sedimentation rates range from 8 to 95 cm m.y.**-1, with an overall rate to 7 mbsf of ca. 39 cm m.y.**-1. The lowest rates generally coincide with the occurrence of entrapped nodules, and reflect periods of increased bottom current flow causing net sediment loss. Growth rates of individual nodules decrease towards the top of the sediment core, similar to the observed decrease in growth rate from core to rim of seafloor nodules from the Campbell Nodule Field. This may be related to an overall increase in the vigour of the DWBC from ca. 10 Ma to the present.

Mineralogy, geochemistry, isotopic ratios and foraminifer occurrence in ODP Hole 183-1139A

Mixed terrigenous-pelagic sediments from the Oligocene-lower Miocene interval of Hole 1139A accumulated on the flank of an eroded alkalic volcano, Skiff Bank. In this study, I explore relationships among sediment fluxes, especially of organic carbon and the clay mineral by-products of silicate weathering, and lithologic, tectonic, climatic, and biologic forcing factors. Benthic foraminifers indicate that Skiff Bank had subsided to lower bathyal depths (1000-2000 m) by the Oligocene. Two prominent maxima in noncarbonate concentration at 28 and 22 Ma correspond to peaks in the terrigenous flux; also, high noncarbonate concentrations are associated with larger grain sizes (silt) and higher opal concentrations. These and higher-frequency variations of noncarbonate concentration were probably controlled by glacioeustatic/climatic changes, with higher noncarbonate concentrations caused by increased erosion during glacial lowstands. Around 27 Ma, benthic foraminiferal d18O values decreased 0.7 per mil as the noncarbonate concentration decreased after the 28-Ma maximum. A paucity of clay-sized sediment and clay minerals suggests that physical erosion, by waves and/or ice, predominated under weathering-limited conditions. Low organic carbon concentrations (~0.13 wt%) also suggest a harsh environment and/or poor preservation in coarse (>2 µm) sediments that were extensively bioturbated below the oxygen minimum zone.

Foraminifera in sediment cores of the Lomonosov Ridge and Morris Jesup Rise

X-ray fluorescence (XRF) scanning of sediment cores from the Lomonosov Ridge and the Morris Jesup Rise reveals a distinct pattern of Ca intensity peaks through Marine Isotope Stages (MIS) 1 to 7. Downcore of MIS 7, the Ca signal is more irregular and near the detection limit. Virtually all major peaks in Ca coincide with a high abundance of calcareous microfossils; this is particularly conspicuous in the cores from the central Arctic Ocean. However, the recorded Ca signal is generally caused by a combination of biogenic and detrital carbonate, and in areas influenced by input from the Canadian Arctic, detrital carbonates may effectively mask the foraminiferal carbonates. Despite this, there is a strong correlation between XRF-detected Ca content and foraminiferal abundance. We propose that in the Arctic Ocean north of Greenland a common palaeoceanographic mechanism is controlling Ca-rich ice-rafted debris (IRD) and foraminiferal abundance. Previous studies have shown that glacial periods are characterized by foraminfer-barren sediments. This implies that the Ca-rich IRD intervals with abundant foraminifera were most likely deposited during interglacial periods when glaciers left in the Canadian Arctic Archipelago were still active and delivered a large amount of icebergs. At the same time, conditions were favourable for planktic foraminifera, resulting in a strong covariance between these proxies. Therefore, we suggest that the XRF scanner's capability to efficiently map Ca concentrations in sediment cores makes it possible to systematically examine large numbers of cores from different regions to investigate the palaeoceanographic reasons for the calcareous microfossils' spatial and temporal variability.

Geochemistry of microtektites from Victoria Land Transantarctic Mountains

We extended the petrographic and geochemical dataset for the recently discovered Transantarctic Mountain microtektites in order to check our previous claim that they are related to the Australasian strewn field. Based on color and composition, the 465 microtektites so far identified include two groups of transparent glass spheres less than ca. 800 µm in diameter: the most abundant pale-yellow, or normal, microtektites, and the rare pale-green, or high-Mg, microtektites. The major element composition of normal microtektites determined through electron microprobe analysis is characterized by high contents of silica (SiO2 = 71.5 ± 3.6 (1 sigma) wt%) and alumina (Al2O3 = 15.5 ± 2.2 (1 sigma) wt%), low total alkali element contents (0.50-1.85 wt%), and MgO abundances <6 wt%. The high-Mg microtektites have a distinctly higher MgO content >10 wt%. Transantarctic Mountain microtektites contain rare silica-rich (up to 93 wt% SiO2) glassy inclusions similar to those found in two Australasian microtektites analyzed here for comparison. These inclusions are interpreted as partially digested, lechatelierite-like inclusions typically found in tektites and microtektites. The major and trace element (by laser ablation - inductively coupled plasma - mass spectrometry) abundance pattern of the Transantarctic Mountain microtektites matches the average upper continental crust composition for most elements. Major deviations include a strong to moderate depletion in volatile elements including Pb, Zn, Na, K, Rb, Sr and Cs, as a likely result of severe volatile loss during the high temperature melting and vaporization of crustal target rocks. The normal and high-Mg Transantarctic Mountain microtektites have compositions similar to the most volatile-poor normal and high-Mg Australasian microtektites reported in the literature. Their very low H2O and B contents (by secondary ion mass spectrometry) of 85 ± 58 (1 sigma) ?g/g and 0.53 ± 0.21 ?g/g, respectively, evidence the extreme volatile loss characteristically observed in tektites. The Sr and Nd isotopic compositions of multigrain samples of Transantarctic Mountain microtektites are 87Sr/86Sr ~ 0.71629 and 143Nd/144Nd ~ 0.51209, and fall into the Australasian tektite compositional field. The Nd model age calculated with respect to the chondritic uniform reservoir (CHUR) is TNdCHUR ~ 1.1 Ga, indicating a Meso-Proterozoic crustal source rock, as was derived for Australasian tektites as well. Coupled with the Quaternary age from the literature, the extended dataset presented in this work strengthens our previous conclusion that Transantarctic Mountain microtektites represent a major southward extension of the Australasian tektite/microtektite strewn field. Furthermore, the significant depletion in volatile elements (i.e., Pb, B, Na, K, Zn, Rb, Sr and Cs) of both normal and high-Mg Transantarctic Mountain microtektites relative to the Australasian ones provide us with further confirmation of a possible relationship between high temperature-time regimes in the microtektite-forming process and ejection distance.

Direct quantification of rare earth element concentrations in natural waters by ICP-MS

A direct quadrupole ICP-MS technique has been developed for the analysis of the rare earth elements and yttrium in natural waters. The method has been validated by comparison of the results obtained for the river water reference material SLRS-4 with literature values. The detection limit of the technique was investigated by analysis of serial dilutions of SLRS-4 and revealed that single elements can be quantified at single-digit fg/g concentrations. A coherent normalised rare earth pattern was retained at concentrations two orders of magnitude below natural concentrations for SLRS-4, demonstrating the excellent inter-element accuracy and precision of the method. The technique was applied to the analysis of a diluted mid-salinity estuarine sample, which also displayed a coherent normalised rare earth element pattern, yielding the expected distinctive marine characteristics. (c) 2006 Published by Elsevier Ltd.