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doi:10.31381/biotempo.v17i1.2997
ISSN Versión impresa: 1992-2159; ISSN Versión electrónica: 2519-5697
Biotempo, 2020, 17(1), jan-jul.: 71-77.
ORIGINAL ARTICLE / ARTÍCULO ORIGINAL
ANALYTICAL DESCRIPTION OF ACIDS FOR CHEMICAL
DIGESTION IN BIOLOGICAL SAMPLES EXPOSED TO METALS
DESCRIPCIÓN ANALÍTICA DE LOS ÁCIDOS PARA LA DIGESTIÓN
QUÍMICA EN MUESTRAS BIOLÓGICAS EXPUESTAS A METALES
George Argota-Pérez1,* & José Iannacone 2,3
1 Centro de Investigaciones Avanzadas y Formación Superior en Educación, Salud y Medio Ambiente ¨AMTAWI¨.
Puno, Perú. george.argota@gmail.com
2 Laboratorio de Parasitología. Facultad de Ciencias Biológicas. Universidad Ricardo Palma (URP). Lima, Perú.
joseiannacone@gmail.com
2 Escuela Universitaria de Postgrado. Grupo de Investigación Sostenibilidad Ambiental (GISA). Facultad de Ciencias
Naturales y Matemática (FCCNM), Laboratorio de Ecología y Biodiversidad Animal (LEBA), Universidad Nacional
Federico Villarreal (UNFV). Lima, Perú.
* Corresponding author: george.argota@gmail.com
ABSTRACT
e aim of the study was to describe the analytical concentration of acids for chemical digestion in biological samples
exposed to metals. Hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO3), perchloric acid (HClO4), sulfuric acid (H2SO4), boric
acid (H3BO3), phosphoric acid (H3PO4) and hydroiodic acid (HI) were analyzed. Experimentally the acids were applied
to the gills of the Gambusia punctata biomonitor (Poey, 1854) for the bioextraction of cadmium metal.  e certi ed
reference sample, DOLT-3 (Dog sh Liver), was used for the analytical reliability of the results. Statistically signi cant
di erences were found in the results of acid concentrations and the certi ed reference value.  e order of concentration
was: HNO3 > H2SO4 > HClO4 > HCl > HI > H3PO4 > H3BO3. It is concluded that acids allow to extract bioaccumulated
metals in biological tissues, but their application, not combined with other acids, will di er signi cantly with the true
bioaccumulated value.  e highest odds for metal extraction are with HNO3, H2SO4 and HClO4.
Keywords: acids – digestion – metals – biological tissues – procedure
RESUMEN
El objetivo del estudio fue describir la concentración analítica de los ácidos para la digestión química en muestras biológicas
expuestas a metales. Se analizó el ácido clorhídrico (HCl), ácido nítrico (HNO3), ácido perclórico (HClO4), ácido
sulfúrico (H2SO4), ácido bórico (H3BO3), ácido fosfórico (H3PO4) y el ácido yodhídrico (HI). De forma experimental
los ácidos se aplicaron en las branquias del biomonitor Gambusia punctata (Poey, 1854) para la bioextracción del metal
cadmio. Se usó la muestra de referencia certi cada: DOLT-3: (Dog sh Liver) para la con abilidad analítica de los
resultados. Se encontró diferencias estadísticamente signi cativas en los resultados de las concentraciones de los ácidos
Biotempo (Lima)
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y el valor de referencia certicado. El orden de concentración fue: HNO3 > H2SO4 > HClO4 > HCl > HI > H3PO4 >
H3BO3. Se concluye que, los ácidos permiten extraer metales bioacumulados en los tejidos biológicos pero su aplicación
no combinada con otros ácidos diferirá signicamente con el verdadero valor bioacumulado. Las mayores probabilidades
para la extracción de metales están con el HNO3, H2SO4 y el HClO4.
Palabras clave: ácidos – digestión – metales – tejidos biológicos – procedimiento
INTRODUCCIÓN
Una de las preocupaciones sobre los metales pesados
(MP) es su rápida acumulación en los tejidos biológicos
(Dalzochio & Gehlen, 2016; Alegre et al., 2018).
Ante la biodisponibilidad de los MP (Moreno et al.,
2018) y su ecotoxicidad (Huang et al., 2018; Zhang
et al., 2019; Li et al., 2020) existe la tendencia en los
estudios ambientales que éstos puedan basarse en las
fracciones extraíbles y reducibles por ser las secuenciales
de relevancia potencialmente tóxicas (Tessier et al., 1979;
Huang et al., 2007; Zhai et al., 2014; Jin et al., 2016;
Zeng et al., 2018).
Diversos autores recomiendan para el tratamiento y para
la bioextracción de los MP la digestión ácida (Ahmed et
al., 2015; Lo et al., 2017; Binder et al., 2018), aunque en
múltiples ocasiones se genera la incertidumbre analítica
para reconocer, cuál podría resultar más favorable según
el tipo de ácido y quizás, exista un conocimiento limitado
sobre las características de los ácidos que inuya en la
toma de decisiones (Argota et al., 2018).
El objetivo del estudio fue describir la analítica de los
ácidos para la digestión química en muestras biológicas
expuestas a metales.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se analizó el ácido clorhídrico (HCl), ácido nítrico
(HNO3), ácido perclórico (HClO4), ácido sulfúrico
(H2SO4), ácido bórico (H3BO3), ácido fosfórico (H3PO4)
y el ácido yodhídrico (HI). De forma experimental los
ácidos se aplicaron en las branquias del biomonitor
Gambusia punctata (Poey, 1854) (Poey, 1854; Argota et
al., 2013) para la bioextracción del cadmio (Akinyele &
Shokunbi, 2015).
Se usó la muestra de referencia certicada: DOLT-3:
Dogsh Liver (Tabla 1) para la conabilidad analítica de
los resultados (Lavilla et al., 2008).
Tabla 1. Valor certicado / muestra de referencia
(mg·kg-1).
DOLT-3 (Dogsh Liver)
Réplicas 11
Valor de referencia 19,04±0,6
Las cuanticación se realizó mediante la técnica
Espectrometría de Emisión Atómica por Plasma
Inductivamente Acoplado con vista axial (ICP-AES)
dada sus bondades analíticas (Galvao et al., 2016).
Se utilizó el programa estadístico profesional Statgraphics
Centurion 18 para el tratamiento de los datos. La prueba
de normalidad (distribución normal de Gauss) para cada
concentración de ácido (mediciones por triplicado) fue
mediante el test de bondad de ajuste (distribución del
estadístico de Kolmogorov–Smirnov). Para diferenciar
los promedios de grupos se utilizó la prueba de contraste
múltiple de rango a través del Test de Bonferroni
(Montgomery, 2004). Los resultados se consideraron
signicativos cuando p < 0,05.
Aspectos éticos
Se consideró para la bioética del estudio, aplicar la
eutanasia mediante hipotermia inmediata, inhibiéndose
la función biológica, para luego, realizarse la disección y
extracción de las branquias.
RESULTADOS
La tabla 2 muestra los resultados de las concentraciones
de cadmio en las branquias de la especie G. punctata
para los diferentes ácidos de forma comparada con el
valor de referencia certicada donde hubo diferencias
estadísticamente signicativas (F = 15,93 / P = 0,000).
Acids for chemical digestion
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Tabla 2. Concentraciones (mg·kg-1) / cadmio / ácidos / valor referencial.
NoÁcido DOLT-3 (Dogsh Liver) Valor de referencia certicada
1 HCl 11,54±1,17
19,04±0,6
2 HNO315,48±1,19
3 HClO414,94±0,92
4 H2SO415,14±0,73
5H3BO311,17±1,48
6 H3PO411,23±0,26
7 HI 11,27±1,42
La tabla 3 muestra la prueba de contraste múltiple de
rango donde fueron homogéneas las concentraciones del
HClO4, H2SO4 y el HNO3 siendo sus valores próximos
a la referencia.
Tabla 3. Prueba de contraste múltiple de rango (Bonferroni) / homogeneidad / letras =
homogeneidad entre grupos.
Ácido Media Grupos Homogéneos
H3BO311,17 a
H3PO411,23 a
HI 11,27 a
HCl 11,54 a
HClO414,94 b
H2SO415,47 b
HNO315,48 b
Valor de referencia certicada 19,16 c
DISCUSIÓN
La biodisponibilidad, es la interacción entre elementos
disponibles y el sistema biológico (Marcato et al., 2009)
siendo muy difícil considerar una biodisponibilidad pre-
cisa por la variación de los oligoelementos dentro de un
sistema de digestión y el tipo de tecnología que se dispone
(Cai et al., 2018). Como resultado, se observa inconsisten-
cia histórica en los protocolos de digestión y la cuanti-
cación de los metales para las muestras biológicas (Frame
& Uzgiris, 1998; Chamberlain & Adams, 2000; Moor &
Lymberopoulou, 2001; Gaudino et al., 2007; Begum et
al., 2007; Ashoka et al., 2009; Binder et al., 2018; Pereira
et al., 2019; Qui et al., 2020; Mohamed et al., 2020).
En este estudio se observó que, el orden de concentra-
ción para la extracción del cadmio fue: HNO3 > H2SO4 >
HClO4 > HCl > HI > H3PO4 > H3BO3, donde la diges-
tión de las muestras con ácidos de forma individual, no
muestra seguridad para la cuanticación biodisponible
del metal, pues sus concentraciones fueron signicativa-
mente diferentes con el valor de la muestra de referencia
certicada (Lavilla et al., 2008).
Lachas et al., (1999), Hseu (2004) y Mina et al., (2019)
señalan que el HNO3 ofrece una digestión completa
aunque no se corroboró en este estudio. Otros autores
indicaron para una mejor digestión que se utilice el
HNO3 con H2O2, HNO3-HCl y el HF (Sastre et al.,
2002; Xua et al., 2005).
El uso de ácidos garantiza para la rapidez y recuperación
de los metales, además, de buscarse su precisión de con-
centración analítica (Pontes et al., 2010) donde se emplea
incluso con reactivos químicos en varias etapas o pasos de
extracción secuencial intentando aumentarse el potencial
de oxidación-reducción sobre la materia (Ramanathan &
Ting, 2015).
En un estudio sobre la composición macro-elemental de
plantas de lechuga estresadas con cadmio que se cultivó
en condiciones de nutrición intensiva de azufre la diges-
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tión ácida que se utilizó fue el HNO3-HClO4 (Matraszek
et al., 2016). En otro estudio que rerió al silicio como
regulador transcripcional de azufre y ácido abscítico para
el retraso de la senescencia de la hoja en cebada bajo de-
ciencia combinada de azufre y estrés osmótico, la com-
binación de ácido que se usó fue el HNO3 y H2O2 (Mai-
llard et al., 2018).
Durante un reporte en el año 1959 sobre la oxidación
húmeda del huesola digestión que se utilizó fue H2SO4
con adición de perclorato de dioxonio (Smith & Diehl,
1959). Finalmente, un estudio que se realizó antes de
la determinación de mercurio en alimentos y materia-
les biológicos mediante la técnica de absorción atómica
de vapor frío se evaluaron diez métodos de digestión
donde las mezclas fueron las siguientes: H2SO4-HNO3,
HNO3-H3PO4-H2SO4, HNO3-H2SO4, HNO3-H3PO4,
persulfato-HNO3, H2SO4-HNO3-H3PO4, dicromato-
HNO3-H3PO4, H2SO4-HNO3-permanganato de sodio
e hidroxilamina y dos condiciones de adición de HNO3
concentrado (Burguera & Burguera, 1998).
Muy escasos son los reportes en la literatura cientíca que
reeren el uso de ácido bórico (H3BO3), ácido perclórico
(H3PO4) y el ácido yodhídrico (HI) para la extracción de
metales en tejidos biológicos (Kerlin et al., 2015; Aldgini
et al., 2019, Cuia et al., 2019; Sa et al., 2020) siendo en
este estudio sus concentraciones muy dispersas con rela-
ción al valor de referencia certicado (19,04±0,6 mg·kg-1)
(Lavilla et al., 2008).
La principal limitación del estudio fue no evaluar la con-
centración de otros metales mediante la comparación con
otras muestras de referencias certicadas.
Se concluye que, los ácidos permiten extraer metales bio-
acumulados en los tejidos biológicos pero su aplicación
no combinada con otros ácidos diferirá signicamente
con el verdadero valor bioacumulado. Las mayores proba-
bilidades para la extracción de metales están con el ácido
nítrico, ácido sulfúrico y el ácido perclórico.
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