ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Físico-Química
Autores
Tegon, E.C. (UFRJ) ; Souza, G.G.B. (UFRJ) ; Gonzalez, J.C. (UFRJ) ; Paixão, P.V. (UFRJ) ; Santos, V.F. (UFRJ)
Resumo
Este trabalho teve como objetivo principal a determinação espectroscópica de elementos presentes nas amostras de cabelo feminino, empregando-se a técnica de fluorescência de raios- X (XRF). As medidas foram efetuadas em dois laboratórios: no LNLS, localizado em Campinas e no LIFE, localizado na UFRJ, Rio de Janeiro. As amostras de cabelo de diferentes tipos foram submetidas a um tratamento químico, coloração, sendo tingidas com diferentes tons de marcas de tintas.
Palavras chaves
Cabelo; Elementos; XRF
Introdução
A principal contribuição na composição do cabelo são as proteínas, especificamente a queratina, que se distingue de outras proteínas pelo alto teor de Enxofre. A queratina encontrada nos cabelos é denominada α–queratina, devido a sua conformação super-hélice. Esta constitui-se de duas α-hélices entrelaçadas formando dímeros, que se agrupam dando o formato ao córtex. A queratina tem como principal a cisteína, um amino ácido contendo enxofre e que pode dar origem pontes dissulfeto (S-S), ligações fortes. Estas ligações das cadeias poliméricas com as adjacentes são responsáveis pela resistência e formato dos fios, influenciando diretamente na definição de cabelos como lisos ou cacheados. Além de proteínas, o cabelo é composto de água, lipídeos e metais, estes últimos presentes em quantidades muito pequenas (cerca de 1%). A análise dos metais é importante, podendo refletir a deficiência de alguns metais ou a contaminação por exposição do indivíduo ao ambiente. Neste trabalho amostras de cabelo previamente submetidas a tratamentos químicos foram analisadas utilizando-se a técnica de XRF. As medidas foram realizadas no Laboratório Nacional de Luz Síncroton (LNLS) localizado em Campinas e no Laboratório de Impacto de Fótons e Elétrons (LIFE) localizado no Instituto de Química da UFRJ.
Material e métodos
Amostras de cabelo de diversos tipos foram coletadas e preparadas segundo o procedimento IAEA (International Atomic Energy Agency. De acordo com este procedimento, cada amostra foi lavada com acetona e água deionizada e, após secagem, submetidas a tratamento químico (coloração). O tingimento das amostras de cabelo foi realizado com duas marcas: Luminous, da Aroma do Campo, e Koleston, da Wella. No laboratório LIFE, foram analisadas duas amostras de cabelo de duas irmãs, sendo cada uma dividida em duas partes. Em seguida, tingiu-se uma de vermelho e a outra de loiro, ambas com a coloração Koleston. Por fim, foram tirados espectros de raios-x das amostras no pré e pós-coloração utilizando-se um espectrômetro de Fluorescência de raios-X (S8-Tiger 1 kW) em vácuo, na faixa de energia de 0,5 keV a 56 keV. No LNLS, utilizando a mesma técnica XRF, foram analisadas as amostras em duas linhas de luz diferentes. Na linha de luz D04A-SXS, com faixa de energia de 1 a 5 KeV, foram analisadas duas amostras de cabelos lisos virgens de cor castanha. Na linha de luz D09B – XRF, com faixa de energia de 1 a 14 KeV, analisou-se as mesmas amostras de cabelos virgens de cor castanha após o processo de coloração com a tinta vermelho Luminous e também uma amostra de cabelo cacheado virgem. Nas duas linhas de luz mencionadas, as amostras foram presas em um porta amostra e introduzidas numa câmera de irradiação, onde foram irradiadas com feixe de luz de comprimento de onda na faixa do raio-X. O processo foi realizado sob pressão em torno de 10-7 mbar.
Resultado e discussão
As amostras de cabelo virgem das duas irmãs foram analisadas no LIFE (a figura 1 apresenta dois espectros referentes ao cabelo de uma delas). Ambas apresentaram os elementos: S, Ca, Cl, Si, Zn, P, Fe, Cu e Al nas suas composições. Identificou-se Mg no cabelo de uma e Mn no cabelo da outra irmã. Analisou-se também a coloração Koleston da Wella de tom loiro e vermelho, e ambas apresentaram os elementos: S, P, Cl, Na e K, os quais coincidiram com o rótulo. Os elementos Na e K foram identificados apenas no espectro da tinta e dos cabelos tingidos, portanto são elementos presentes na tinta e foram absorvidos pelos cabelos durante o processo químico. No LNLS, utilizou-se a técnica de XRF para analisar dois tipos de cabelos: lisos e cacheados. As amostras A e B de cabelos lisos virgens foram analisadas na linha de luz D04A-SXS, e identificou-se em ambas os elementos S, K e Ca e, apenas na amostra A, o Silício. Finalmente, na linha de luz D09B – XRF, foram realizadas as análises das amostras tingidas com a coloração vermelho intenso da Luminous-Aroma do Campo, na qual obteve-se a composição comum entre elas: S, Ca, K, Fe, Cu e Zn de acordo com a figura 2. A amostra de tinta continha os seguintes elementos: S, K, Ti , Mn e Fe. Comparando-se os resultados verificou-se que os elementos S e K são comuns am todas amostras, o Mn presente na tinta foi absorvido apenas na amostra A, e o Titânio presente na tinta na forma de TiO2 não foi absorvido pelos cabelos após a coloração. Nesta mesma linha de luz analisou-se a amostra de cabelo virgem tipo cacheado e identificou os elementos S, Ca, Fe, Cu e Zn. Desta forma, comparou-se a composição dos diferentes tipos de cabelo analisados no LNLS obtendo-se como elementos comuns: S, Ca, Fe, Cu e Zn.
Espectros de XRF do cabelo de uma das irmãs. A) cabelo virgem. B) cabelo tingido com a coloração loiro da Koleston.
Espectros de XRF das amostras dos cabelos lisos A e B virgens e tingidos com a coloração Luminous.
Conclusões
Efetuamos uma análise multi-elementar da composição de cabelos, empregando-se a técnica XRF. Verificou-se que em algumas amostras ocorreu a absorção de elementos presentes na tinta. Comparando-se as medidas efetuadas na UFRJ (LIFE) e no laboratório Nacional de Luz Síncrotron, LNLS, observou-se que o equipamento do laboratório LIFE apresentou uma faixa de energia mais ampla. Além disso, por encontrar-se no próprio laboratório, torna-se mais acessível. As medidas efetuadas no LNLS, entretanto, apresentaram uma relação sinal/ ruído melhor, apresentando portanto picos mais bem definidos.
Agradecimentos
Aos colegas do laboratório LIFE no IQ na UFRJ: Fred, Rycharda, Lautaro, Gabriel, Luís, Anna Caroline e Grazielli. Ao CNPq, FAPERJ e LNLS.
Referências
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LABORATÓRIO NACIONAL DE LUZ SÍNCROTON. Centro Nacional de Pesquisa em engenharia e Materiais (CNPEM). www.lnls.br. (Acessado em 06 de junho de 2014 às 17:20).
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