NANO NANO - OVVERO, LA VERSIONE SEMPLIFICATA (SPERO)

La versione breve

Una analisi chimica quantitativa deve fornire un peso. Certi esami che hanno girato fin troppo parlano di un numero di oggetti di cui peso o densità non sono specificati, né sono specificabili, dunque non danno nessuna informazione quantitativa.

La versione lunga

Pare strano, ma la faccenda del conto delle nanocose (battibecchi sui metalli pesanti nei vaccini) e la quantità di soluto in una preparazione omeopatica 10CH (battibecchi sull'omeopatia) hanno tratti comuni. La cosa ha a che vedere con concetti base della chimica, in primis la concentrazione. Non tiriamo in ballo per ora il numero del Conte. Una concentrazione è (quantità di qualcosa)/(volume totale) o (quantità di qualcosa)/(quantità totale). E le "quantità di qualcosa" sono masse, quindi pesi.
Una analisi chimica può essere qualitativa, e risponde alla domanda "da cosa è composto il mio campione?". O può essere quantitativa, e risponde alla domanda "Quanto componente X è presente nel mio campione?".
Quando si tratta di contaminanti quello che ci interessa sapere è se la quantità del contaminante è superiore o inferiore ai termini accettabili fissati dalle normative (caso classico, metalli nell'acqua potabile).
Visto che nel 99.99% dei casi atomi o molecole non si contano, come farò a capire, per esempio, quanto sale è contenuto in un chilo di una soluzione ignota di cloruro di sodio in acqua? Posso evaporare tutta l'acqua, seccare il sale depositato (per essere sicuro che non contenga acqua residua) e pesarlo (e questa si chiama gravimetria). Diciamo che il suo peso sia 0,5 g: la concentrazione del cloruro di sodio nella soluzione esaminata sarà 0,0005% in peso, ovvero 500 mg/Kg, parti per milione, ppm. Ovviamente potrò inventarmi metodi più pratici, più veloci, ma dovranno sempre restituirmi un dato o segnale proporzionale alla concentrazione o alla massa. Per esempio posso usare la spettrometria di massa a plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS), che mi restituisce l'abbondanza di ioni Na+ nel mio campione di acqua salata. E in questo modo posso determinare il contenuto di sodio nella mia soluzione fino a parti per miliardo, cioè microgrammi per chilo (in realtà con le macchine più nuove si rilevano quantità ancora più piccole).
In un certo senso ICP-MS "conta" gli ioni nel campione, e gli ioni dei metalli sono singoli atomi, e di un singolo ione di uno specifico metallo conosco la massa (anzi, lo strumento mi resistuisce la massa di quegli ioni in base alla quale posso risalire alla loro identità).
Ammettiamo di prendere un campione di un microlitro di una soluzione molto diluita di cloruro di sodio, e di esaminarlo al microscopio elettronico a scansione. Nell'alto vuoto l'acqua evapora, e mentra l'acqua evapora il sale prima inizia a cristallizzare, poi si deposita, in un serie di aggregati, diciamo di 1-2 nanometri. Sono aggregati che si sono formati durante l'operazione e sono tutti uno diverso dall'altro. Li posso contare, e basta. Questo dato mi fornisce informazioni sulla concentrazione? No, perché anche se posso sapere di cosa sono fatte le particelle non le posso pesare né posso dire quanti ioni Cl- o Na+ contengono (Ricordate che invece ICP-MS restituiva l'abbondanza dei singoli ioni nella soluzione).
Quindi, per esempio,  se al microscopio elettronico vedo 4000 particelle di tungsteno questo numero non mi dice niente su quanto tungsteno è presente nel campione.
Se ICP-MS mi dice 12 ppb, vuol dire che in un litro di quel materiale ci sono 12 microgrammi di tungsteno, in un microlitro 12*10^(-18) g. Il peso molecolare del tungsteno è 183,8 ; quindi abbiamo 6,5*10^(-20) moli di tungsteno corrispondenti a 6087 atomi di tungsteno da cui potrei ottenere, per assurdo, 608 aggregati da 10 atomi più uno da 7 per un totale di 609 nanocose.
609 nanocose per microlitro, ovvero in un volume da mezzo millilitro 304.500 nanocose di tungsteno.  Ma  resterebbero 12 microgrammi per chilo, corrispondenti a 6 nanogrammi in mezzo ml.
Le specifiche delle farmacopee per i farmaci iniettabili prevedono metalli pesanti totali sotto le 10 ppm, in alcuni casi sotto le 5.

E di più non riesco a fare.