A técnica de Fluorescência de Raios X por Reflexão Total (TXRF) é usada para análises elementares, cobrindo os elementos do Alumínio até o Urânio e ganhou grande notoriedade por não precisar de consumíveis, gases e refrigeração por Chiller, sendo uma alternativa mais barata aos sistema ICP-OES e AAS que são comumente usados para análises elementares. Bem como a técnica não precisa de calibrações diárias, economizando um grande tempo. Além disso, a análise elementar tem sensibilidade na faixa de ppb, em amostras como líquidos, suspensões, pós, partículas, filmes finos, tecidos, wafers e filtros, que podem ser preparados rapidamente.
Embora também funcione com Raios X, o funcionamento do TXRF é ligeiramente diferente, abordaremos isso ao longo do texto.
Qual é a diferença entre TXRF e o EDXRF convencional?
Como as técnicas convencionais de XRF dispersiva de energia, a excitação pelo feixe de raios X faz com que os elementos da amostra emitam luz em suas energias características, o que permite a identificação elementar. A magnitude dos sinais de energia dos elementos ajuda a determinar sua concentração em uma amostra.
O princípio de funcionamento do TXRF é baseado no método de análise de fluorescência de raios-X de reflexão total. A fonte primária de raios é um tubo de raios X, que é reduzido a uma faixa de energia estreita por um monocromador multicamada, que irradia a amostra através de um determinado ângulo para gerar raios X secundários, e os raios X secundários são então registrados pelo detector. O feixe fino que colide com um suporte de amostra polido em um ângulo muito pequeno é totalmente refletido.
No entanto, quando ocorre a reflexão total, os raios primários são emitidos ao longo da direção do incidente e dificilmente podem ser registrados pelo detector, reduzindo bastante a contagem de fundo. Os benefícios resultantes incluem rendimento de fluorescência significativamente aprimorado, ruído de fundo amplamente reduzido e, consequentemente, sensibilidades muito mais altas a elementos que ocorrem apenas em quantidades vestigiais. Outro benefício do TXRF sobre o XRF convencional é sua capacidade de medir uma quantidade muito pequena de amostra, na faixa de microlitros ou microgramas.
As principais diferenças entre TXRF e XRF são o ângulo de incidência dos raios primários (XRF é geralmente cerca de 40˚, TXRF é geralmente inferior a 0,1˚ – ângulo crítico); a suavidade do estágio da amostra e os requisitos da amostra (TXRF requer a refletividade do estágio da amostra Alta para garantir a ocorrência de reflexão total, a espessura da amostra é geralmente inferior a 100 um); a posição do detector (devido à reflexão total, o detector pode ser colocado muito próximo da amostra para melhorar a eficiência de detecção do detector, geralmente 0,5 mm)
Que tipo de amostras pode ser analisadas com TXRF? Como elas são preparadas?
O TXRF possibilita a analise de líquidos, pós e suspensões que são preparados no suporte de amostra polido como um filme fino para análise quantitativa ou como um microfragmento para análise qualitativa. Os aspecto positivos do preparo dessa análise é que são preparos rápidos, além de ser possível analisar uma ampla gama de materiais.
O preparo das amostras é ligeiramente similar, o que muda é o pré tratamento necessário para colocar a amostra no disco, por exemplo, para líquidos, alguns microlitros de amostra homogênea com um padrão interno são pipetados no suporte de amostra, secos por calor ou vácuo e colocados no espectrômetro. Já os sólidos como amostras vegetais e amostras de solo são primeiro secos, moídos, suspensos em solução detergente, diluídos e homogeneizados antes de serem pipetados no transportador. Os pós, sedimentos ou outros sólidos podem ser digeridos em uma solução ácida suave ou convertidos em uma suspensão antes de pipetar no transportador.
Leia mais informações sobre o preparo de amostras aqui: Preparo de amostras para análise de Fluorescência de Raios X por Reflexão Total (TXRF)
Quais são as vantagens do TXRF?
Análise de rastreamento e pequenas amostras
Em comparação ao XRF convencional, o TXRF tem a capacidade de medir níveis de traços de elementos na faixa de ppb. Em termos de massas absolutas, os limites de detecção estão na faixa de picogramas, o que é ainda melhor do que qualquer sistema ICP comercial. O preparo pode ser realizado usando quantidades mínimas de amostra.
Análise rápida
Em contrapartida a espectroscopia atômica, que é tradicionalmente usada para análise elementar de traços e pequenas amostras, a preparação de amostras TXRF é rápida e fácil. Todos os elementos são medidos simultaneamente e rapidamente.
Vem calibrado de fábrica
O sistema TXRF vem calibrado de fábrica e pronto para uso. A quantificação diária de amostras desconhecidas, entretanto, requer apenas a adição de um elemento padrão interno, como o gálio.
Custo de manutenção mais barato
O TXRF diferente de métodos mais comuns, como o ICP-OES não requer a troca constante de consumíveis, não precisa do uso de gases e tem um custo de aquisição menor. Além disso, o seu método de preparo não requer digestão, diminuindo a necessidade de uma estrutura laboratorial e reduzindo os custos de longo prazo com reagentes.
Não precisa de bomba de vácuo ou fluídos de resfriamento
Um espectrômetro TXRF não precisa de uma bomba de vácuo. Além disso, um espectrômetro TXRF não requer fluidos refrigerantes (chiller), gás ou qualquer outro meio. É um sistema plug-and-play sem necessidade de mídia ou uma infraestrutura de laboratório sofisticada, isso possibilita inclusive o uso em campo.
Quais padrões de análise internacionais existem para TXRF?
ISO TS 18507: Use of Total Reflection X-ray Fluorescence spectroscopy in biological and environmental analysis. “Uso de espectroscopia de fluorescência de raios X de reflexão total em análises biológicas e ambientais.”
ISO 20289: Total Reflection X-ray Fluorescence analysis of water. “Análise de fluorescência de raios-X de reflexão total da água.”
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Fonte: How Does TXRF Work? (Ou: Como a técnica TXRF funciona?) Disponível em: <https://www.bruker.com/en/landingpages/bna/how-does-TXRF-work.html> Acesso em: 19 de julho de 2022.
Yang, T. , Fan, X. and Zhou, J. (2020) Total Reflection X-Ray Fluorescence Spectroscopy. Open Access Library Journal, 7, 1-12. doi: 10.4236/oalib.1106671.
