Spectrophotometric simultaneous determination of uranium and thorium using partial least squares regression and orthogonal signal correction

Abstract

Um novo método espectrofotométrico, simples e sensível, foi descrito para determinação simultânea de urânio e tório. O método é baseado na formação de complexos de urânio e tório com Arsenazo III em pH 3,0. Todos os fatores que afetam a sensibilidade foram otimizados e o intervalo dinâmico linear para determinação de cada analito foi encontrado. A determinação simultânea de urânio e tório em misturas empregando métodos espectrofotométricos é dificultada pela ocorrência de interferências espectrais. Usando métodos de calibração multivariada, tais como mínimos quadrados parciais (PLS), é possível obter um modelo ajustado aos valores das concentrações das misturas usados no intervalo de calibração. A correção do sinal ortogonal (OSC) é uma técnica de pré-processamento usada para remover informações não relacionadas às variáveis alvo, empregando análise de componentes principais restrita. OSC é um método de pré-processamento adequado para a calibração PLS de misturas, sem perda da capacidade de predição, usando-se método espectrofotométrico. Neste estudo, o modelo de calibração é baseado no espectro de absorção, no intervalo de 600-760 nm para 25 diferentes misturas de urânio e tório. Matrizes de calibração foram obtidas a partir de soluções contendo 0,10-21,00 e 0,25-18,50 μg mL -1 de urânio e tório, respectivamente. Os valores de RMSEP (raiz quadrada do erro médio de predição) para urânio e tório com OSC e sem OSC foram 0,4362; 0,4183 e 1,5710; 1,0775, respectivamente. Esse procedimento possibilita a determinação simultânea de urânio e tório em amostras reais e sintéticas com adequada confiabilidade na determinação.A simple, novel and sensitive spectrophotometric method was described for simultaneous determination of uranium and thorium. The method is based on the complex formation of uranium and thorium with Arsenazo III at pH 3.0. All factors affecting the sensitivity were optimized and the linear dynamic range for determination of uranium and thorium found. The simultaneous determination of uranium and thorium mixtures by using spectrophotometric methods is a difficult problem, due to spectral interferences. By multivariate calibration methods such as partial least squares (PLS), it is possible to obtain a model adjusted to the concentration values of the mixtures used in the calibration range. Orthogonal signal correction (OSC) is a preprocessing technique used for removing the information unrelated to the target variables based on constrained principal component analysis. OSC is a suitable preprocessing method for PLS calibration of mixtures without loss of prediction capacity using spectrophotometric method. In this study, the calibration model is based on absorption spectra in the 600-760 nm range for 25 different mixtures of uranium and thorium. Calibration matrices contained 0.10-21.00 and 0.25-18.50 μg mL -1 of uranium and thorium, respectively. The RMSEP for uranium and thorium with OSC and without OSC were 0.4362, 0.4183 and 1.5710, 1.0775, respectively. This procedure allows the simultaneous determina...

Fluorogenic ratiometric dipodal optode containing imine-amide linkages: Exploiting subtle thorium (IV) ion sensing

“…There are numerous examples in literature reporting use of various organic compounds to develop chemosensor for thorium through either UV-vis or fluorescence spectroscopy technique [18][19][20][21][22][23]. Fluorescence spectrophotometers are better than UV-vis spectrophotometers in terms of better sensitivity and antiinterference abilities [24].…”

A comparative study between least-squares support vector machines and partial least squares in simultaneous spectrophotometric determination of cypermethrin, permethrin and tetramethrin

“…Theory and application of PLSR have been discussed in previous studies. [4][5][6][7][8] Support vector machine (SVM) introduced by Vapnik 9,10 is a valuable tool for solving pattern recognition and classification problem. SVMs can be applied to regression problems by the introduction of an alternative loss function.…”

Spectrophotometric Simultaneous Determination of Manganese(II) and Iron(II) in Pharmaceutical by Orthogonal Signal Correction‐Partial Least Squares

“…[4][5][6][7] In addition, several multicomponent determinations based on the application of these methods to spectrophotometric data have been reported. [8][9][10][11][12][13][14][15][16][17] Orthogonal signal correction (OSC) was introduced by Wold et al 18 to remove systematic variation from the response matrix X that is unrelated, or orthogonal, to the property matrix Y. Therefore, one can be certain that important information regarding the analyte is retained.…”