GBC Scientific Equipment de México

Introducción

El arroz es consumido por casi la mitad de la población mundial y proporciona entre el 30 y el 70 % de la energía.[1] Se compone principalmente de un compuesto orgánico llamado almidón, cuya estructura química se describe como (C6H10O5)n, pero también contiene varios nutrientes inorgánicos como P, K y Zn.[2] Desde el punto de vista de los consumidores públicos, normalmente solo consideramos la composición promedio de los nutrientes inorgánicos del arroz. Sin embargo, algunos nutrientes inorgánicos se acumularon en un área específica de un grano de arroz.[3,4] Por lo tanto, la información sobre la distribución elemental es importante para la comprensión en la investigación nutricional agrícola y alimentaria, como los efectos del pulido del grano.
En esta nota de aplicación, presentamos un microscopio de rayos X de laboratorio, el microscopio analítico de rayos X HORIBA XGT-9000, como una herramienta rápida y no destructiva que no requiere un pretratamiento de la muestra para obtener imágenes de la distribución elemental en un grano de arroz.

INFORMACIÓN DE LA MUESTRA:

Compramos un paquete de arroz pulido en una tienda de comestibles en Japón. Elegimos un solo grano de arroz y lo colocamos sobre una cinta adhesiva de doble cara que cubría un orificio de una bandeja de muestras (Figura 1a) para reducir las señales de fondo derivadas de los rayos X primarios dispersos.

MICROSCOPIO ANALÍTICO DE RAYOS X XGT-9000:

El microscopio analítico de rayos X XGT-9000 (Figura 1b) es un microscopio de fluorescencia de rayos X de energía dispersiva (micro-XRF). Es una herramienta de obtención de imágenes de distribución elemental equipada con una platina XYZ motorizada, una cámara de alta resolución para la observación de muestras y una óptica capilar, llamada sonda de intensidad ultra alta, para lograr un tamaño de punto de microanálisis de hasta 15 μm sin comprometer la intensidad de excitación. Gracias a su capacidad de obtención de imágenes de micro, el XGT-9000 visualiza la distribución elemental incluso en un solo grano de arroz.

Figura 1. (a) Colocación de un grano de arroz en una bandeja de muestras. (b) Configuración de la instrumentación del microscopio analítico de rayos X HORIBA XGT-9000 (c) Diagrama esquemático de la óptica del XGT-9000.

MEDICIÓN Y RESULTADO:

Realizamos imágenes de distribución elemental en un grano de arroz en el HORIBA XGT 9000 con una sonda de intensidad ultra alta de 15 µm. La condición de medición detallada se describe en el título de la figura anterior. La Figura 2 muestra la imagen óptica y las imágenes de distribución elemental del grano de arroz. Como se muestra, el resultado visualizó que diferentes elementos tienen diferentes distribuciones en un grano de arroz. P y K se acumularon en áreas específicas, y S y Zn se distribuyeron uniformemente dentro de un grano de arroz.

Figura 2. Resultado de la imagen de distribución elemental de un grano de arroz pulido completo obtenido con un HORIBA XGT 9000. (a) Imagen óptica (montaje) (b) Imágenes de distribución elemental. [Condición] XGT 9000 Expert, 50 kV, 1000 μA, sonda de intensidad ultraalta de 15 µm, vacío parcial, área de mapeo: 4,6 mm x 4,6 mm (256 pix x 256 pix). Tiempo total de mapeo: 30

CONCLUSIÓN:

Gracias al tamaño de micropunto, el HORIBA XGT 9000 visualizó distribuciones elementales incluso en un solo grano de arroz y demostró que los diferentes elementos tienen diferentes distribuciones dentro de él. La clave del análisis es que pudimos obtener el resultado de forma no destructiva y sin ningún tratamiento previo de la muestra, como un tratamiento de revestimiento conductor para SEM EDX. Aunque informamos sobre un grano de arroz pulido en esta nota de aplicación, será interesante aplicar la obtención de imágenes a un grano de arroz germinado y también será interesante realizar la obtención de imágenes sobre varios granos de arroz a la vez.