Construction and application of a portable microcontrolled turbidimeter nephelometer

Development of a portable, simple and inexpensive equipment with adequate sensitivity for turbidimetric and/or nephelometric sequential analyses practically simultaneous is the aim of this study. In fact, in-situ and on-line analysis of chemical substances of interest (analytes) can be accomplished. This is requested mainly in situations in which the place is difficult to access or even in circumstances in which the physical- chemical characteristics of the samples should be unchanged. Thus, the equipment was applied in- situ sulfate determination in lake samples. Analytes of interest such as N-acetylcysteine, captopril and thiamine in pharmaceutical samples and potassium in isotonic beverages were also analyzed with the developed instrumentation. The PMTN (Portable Microcontrolled Turbidimeter Nephelometer) is made of LEDs (Light Emitting Diodes) as radiation sources, phototransistors as optical sensors and a PIC microcontroller (Peripherical Interface Controller) as processing unit for control and data acquisition. The PMTN was tested and calibrated properly according to the norms establish by ISO 7027 for equipment base on LEDs as radiation source. The PMTN was applied to determine the concentration of analytes and compared with the reference or validated methods for each analyte, as described in the literature. In general, results agreed at the 95% confidence level were obtained. The detection limits and quantification for the determination of the several analytes were agreed with in some better cases than those found in the literature. On average, the PMTN furnished two decades of linear range of concentration and a reproducibility (RSD) lower than 3.0 % with an average error of less than 5.0 % were also obtained.Financiadora de Estudos e ProjetosA necessidade de um equipamento portátil, simples, de baixo custo e com boa sensibilidade para análises turbidimétricas e/ou nefelométricas de modo praticamente simultâneo motivou o desenvolvimento da presente dissertação de mestrado. Com esse equipamento, foi possível a realização de determinações de substâncias químicas de interesse (analitos) in-situ e em tempo real. Esse tipo de determinação é requerido principalmente em situações onde o deslocamento ao local é difícil, ou até mesmo, em circunstâncias nas quais as características físico-químicas das amostras devem ser rigorosamente inalteradas. Neste contexto, o equipamento foi aplicado na determinação de sulfato em águas de lago com análise em tempo real e no local de coleta. Analitos de interesse como Nacetilcisteína, captopril e tiamina em amostras farmacêuticas e potássio em bebidas também foram determinados com o emprego da instrumentação desenvolvida. O equipamento, intitulado PMTN (do inglês Portable Microcontrolled Turbidimeter Nephelometer), é composto principalmente por LEDs (do inglês Light Emitting Diodes), fototransistores como sensores ópticos e um microcontrolador PIC (Peripherical Interface Controller) como unidade de processamento, controle e aquisição de dados. O PMTN foi devidamente testado e calibrado conforme as normas exigidas pela ISO 7027 para equipamento à base de LEDs como fonte de radiação. Devidamente calibrado, o PMTN foi aplicado para determinações dos analitos supracitados e comparado com os métodos de referência ou métodos validados para cada analito descritos na literatura. Em todas as aplicações, os resultados obtidos empregando-se o equipamento foram concordantes a um nível de confiança de 95 %. Os limites de detecção e de quantificação para a determinação dos diversos analitos foram compatíveis e em alguns casos melhores que os encontrados na literatura. Em média duas décadas de faixa linear de concentração e uma reprodutibilidade (RSD) menor que 3,0 % com erros relativos em média menores que 5,0 % também foram obtidos