Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2017-09-13T16:28:44Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Evellyn Gonçalves de Souza - 2017.pdf: 2198173 bytes, checksum: 0e490bd8b1f7554afb334a3e27faf8ef (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-09-19T13:57:54Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Evellyn Gonçalves de Souza - 2017.pdf: 2198173 bytes, checksum: 0e490bd8b1f7554afb334a3e27faf8ef (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-19T13:57:54Z (GMT). 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Previously to the development of the biosensor, the dot-blot and apta-PCR techniques were used as validation methods for the interaction between aptamer B07 and target, the 5'UTR region present in the viral genome. The cyclic voltammetry technique was used in the analysis of redox reactions on the surface of the BDD electrode with and without modification of its surface with chitosan film. Ferrocene was used as the redox mediator and electroactive indicator of hybridization of the DNA strands formed in the sensor. The peaks of current indicated that the electrode with chitosan film modification on its surface presented greater stability. The redox compound had higher affinity for the double chains hybridized on the surface of the electrode, showing current values for DENV 1, 2, 3 and 4 of were 0.73; 0.69; 0.79 and 1.03 μA, respectively. These values were higher than the current found for the single-stranded aptamer (ssDNA), which was 0.62 μA, as well as for the current obtained from the aptamer hybridized with its complementary strand (dsDNA) whose value was 0.91 μA. Analyzes with time variations were performed showing a reduction in current values as a function of time, probably due to the reduction of the interaction of the electroactive material in the sensor. The aptasensor developed here showed good detection distinction between nucleic acid sequences, presenting potential for application in the detection of dengue virus. / A dengue é uma doença endêmica que causa grande preocupação tanto aos sistemas de saúde quanto aos pacientes. Dessa forma, é importante que estudos visando diagnósticos mais rápidos e com possibilidade de aplicação a campo possam ser desenvolvidos para que a intervenção médica possa ser precoce, evitando-se o agravamento dos casos. Neste sentido, buscou-se no presente trabalho desenvolver um biossensor eletroquímico baseado no uso de aptâmero como bioelemento reconhecedor na superfície do eletrodo de diamante dopado com boro (DDB) para a detecção de cada um dos quatro sorotipos do vírus da dengue. Previamente ao desenvolvimento do biossensor, as técnicas de dot-blot e apta-PCR foram utilizadas como métodos de validação da interação entre o aptâmero B07 e alvo, a região 5’UTR presente no genoma viral. A técnica de voltametria cíclica foi utilizada nas análises de reações redox na superfície do eletrodo DDB com e sem modificação de sua superfície com filme de quitosana. O composto ferroceno foi utilizado como mediador redox e indicador eletroativo de hibridização das cadeias de DNA formadas no sensor. Os picos de corrente indicaram que o eletrodo com modificação de filme de quitosana em sua superfície apresentou maior estabilidade, onde o composto redox teve maior afinidade pelas duplas cadeias hibridizadas na superfície do eletrodo, apresentando valores de correntes para DENV 1, 2, 3 e 4 de foram 0,73; 0,69; 0,79 e 1,03 μA, respectivamente. Esses valores foram superiores a corrente encontrada para o aptâmero em fita simples (ssDNA) que foi de 0,62 μA, assim como observada para corrente obtida do aptâmero hibridizado com sua fita complementar (dsDNA) cujo valor obtido foi de 0,91 μA. Análises com variações de tempo foram realizadas apresentando redução nos valores de correntes em função do tempo, provavelmente devido à redução da interação do material eletroativo no sensor. O aptasensor aqui desenvolvido apresentou boa detecção distinção entre sequências de ácidos nucleicos, apresentando potencial para aplicação na detecção do vírus da dengue.

Propõe-se método novo e completo para análise de acetona em ar exalado envolvendo coleta com pré-concentração em água, derivatização química e determinação eletroquímica assistida por novo algoritmo de processamento de sinais. Na literatura recente a acetona expirada vem sendo avaliada como biomarcador para monitoramento não invasivo de quadros clínicos como diabetes e insuficiência cardíaca, daí a importância da proposta. Entre as aminas que reagem com acetona para formar iminas eletroativas, estudadas por polarografia em meados do século passado, a glicina apresentou melhor conjunto de características para a definição do método de determinação por voltametria de onda quadrada sem a necessidade de remoção de oxigênio (25 Hz, amplitude de 20 mV, incremento de 5 mV, eletrodo de gota de mercúrio). O meio reacional, composto de glicina (2 mol·L-1) em meio NaOH (1 mol·L-1), serviu também de eletrólito e o pico de redução da imina em -1,57 V vs. Ag|AgCl constituiu o sinal analítico. Para tratamento dos sinais, foi desenvolvido e avaliado um algoritmo inovador baseado em interpolação de linha base por ajuste de curvas de Bézier e ajuste de gaussiana ao pico. Essa combinação permitiu reconhecimento e quantificação de picos relativamente baixos e largos sobre linha com curvatura acentuada e ruído, situação em que métodos convencionais falham e curvas do tipo spline se mostraram menos apropriadas. A implementação do algoritmo (disponível em http://github.com/batistagl/chemapps) foi realizada utilizando programa open source de álgebra matricial integrado diretamente com software de controle do potenciostato. Para demonstrar a generalidade da extensão dos recursos nativos do equipamento mediante integração com programação externa em linguagem Octave (open source), implementou-se a técnica da cronocoulometria tridimensional, com visualização de resultados já tratados em projeções de malha de perspectiva 3D sob qualquer ângulo. A determinação eletroquímica de acetona em fase aquosa, assistida pelo algoritmo baseado em curvas de Bézier, é rápida e automática, tem limite de detecção de 3,5·10-6 mol·L-1 (0,2 mg·L-1) e faixa linear que atende aos requisitos da análise em ar exalado. O acetaldeído, comumente presente em ar exalado, em especial, após consumo de bebidas alcoólicas, dá origem a pico voltamétrico em -1,40 V, contornando interferência que prejudica vários outros métodos publicados na literatura e abrindo possibilidade de determinação simultânea. Resultados obtidos com amostras reais são concordantes com os obtidos por método espectrofotométrico, em uso rotineiro desde o seu aperfeiçoamento na dissertação de mestrado do autor desta tese. Em relação à dissertação, também se otimizou a geometria do dispositivo de coleta, de modo a concentrar a acetona num volume menor de água gelada e prover maior conforto ao paciente. O método completo apresentado, englobando o dispositivo de amostragem aperfeiçoado e o novo e efetivo algoritmo para tratamento automático de sinais voltamétricos, está pronto para ser aplicado. Evolução para um analisador portátil depende de melhorias no limite de detecção e facilidade de obtenção eletrodos sólidos (impressos) com filme de mercúrio, vez que eletrodos de bismuto ou diamante dopado com boro, entre outros, não apresentaram resposta. / A new and complete method for analyzing acetone in exhaled breath is proposed, involving sample collection by preconcentration in water, chemical derivatization and electrochemical determination assisted by a new signal processing algorithm. Breath acetone is under investigation in the medical literature as a biomarker for noninvasive monitoring of clinical conditions such as diabetes and heart failure and better analyzers are demanded. Some amines that react with acetone to form electroactive imines, already studied by polarography in the middle of the last century, were evaluated here as derivatizing agents and glycine presented the best compromise for the definition of a determination method by square wave voltammetry without purging of dissolved oxygen (20 mV pulses at 25 Hz with 5 mV scanning steps, mercury drop electrode). The derivatization medium of glycine (2 mol·L-1) and NaOH (1 mol·L-1) also serves as electrolyte and the imine reduction peak at -1.57 V vs. Ag|AgCl constitutes the analytical signal. For signal processing a novel algorithm based on baseline automatic prediction using Bézier curves was developed in combination with Gaussian peak fitting. This innovative combination enables the recognition and quantification of relatively low and broad peaks on a curved and noisy baseline while standard procedures fail and fitting of splines is less appropriate. The algorithm (available at http://github.com/batistagl/chemapps) was implemented using open source matrix algebra software directly integrated with the potentiostat control software. The generality of this approach to extend the native resources of commercial equipment was evidenced by proceeding the implementation of 3D chronocoulometry with help of the open source Octave language. The processed charge vs. potential vs. time function 3-D surfaces for the forward and backward steps can be observed from any angle on the screen. The fast automatic electrochemical determination of acetone assisted by the Bézier based curve fitting algorithm, with an acetone detection limit of 3.5·10-6 mol·L-1 (0.2 mg·L-1) and a wide linear range is entirely satisfactory for breath analysis. Acetaldehyde, an expected component of breath, especially after ingestion of alcohol, and a common interferent for some other analytical methods, generates a peak at -1.40 V that does not interfere with the acetone determination and that is possibly suitable for simultaneous determination of this analyte. Results obtained with real samples are in agreement with spectrophotometric determinations routinely applied to breath analysis, formerly developed in the master dissertation of the author of this thesis. The geometry of the impinger sampling device was also improved (in comparison with the dissertation) in order to collect the acetone in a smaller volume of cooled water and to allow the patient to breath more freely. The complete method at its current state of development, encompassing the improved sampler and the new effective signal processing algorithm for voltammetric signals is ready for use. Evolution to a portable analyzer can be envisioned if the shortcomings of detection limits of solid (screen-printed) electrode preparation with a mercury film are overcome, once the imine signal was not observed on solid electrodes like bismuth and boron doped diamond.

Sistemas químicos capazes de produzir radicais livres OH• e O2•-, responsáveis por danos no DNA, foram estudados em diversos tipos de eletrodos de carbono previamente modificados. Nitrofural, RNO2, foi reduzido mono eletronicamente ao seu respectivo nitro ânion radical, RNO2•-, em eletrodo de pasta de carbono modificado superficialmente com um filme de guanina. O nitro ânion radical atacou a guanina imobilizada na superfície do eletrodo e, esta interação in situ, resultou na formação de cátions radicais de guanina (G+•), que ao interagirem com a guanina (G), foram identificados pelo pico de oxidação em voltametria pulso diferencial, VPD, nas formas diméricas de guanina na região positiva de potencial. Os outros sistemas estudados se referem ao desenvolvimento de novos eletrodos de carbono modificados ou ainda a utilização procedimentos de modificações desenvolvidas anteriormente, para a detecção de várias moléculas de importância biológica. O ácido ascórbico (AA), ácido úrico (AU), xantina (XA) e hipoxantina (HX) foram detectados simultaneamente em eletrodo de grafite pirolítico, previamente modificado em solução de dopamina (EGPD), utilizando VPD. Os picos de oxidação, obtidos por voltametria cíclica foram detectados em 51; 393; 765 e 1080 mV vs Ag / AgCl, KCl(sat) para AA, AU, XA e HX, respectivamente. O limite de detecção para XA em presença de 5,0 x10-5 mol L-1 de HX foi 2,3 x10-6 mol L-1 (com sensibilidade de 2,8 A mol-1 L cm2), enquanto que o limite de detecção para HX na presença de 5,0 x10-5 mol L-1 de XA foi de 5,6 x10-6 mol L-1 (com sensibilidade de 1,4 A mol-1 L cm-2). XA e HX foram determinadas em amostras de urina e os valores encontrados foram 0,47 µmol L-1 e 5,9 mol L-1, respectivamente. Serotonina (5-HT) e dopamina (DA) foram determinadas simultaneamente em eletrodo de carbono vítreo, previamente modificado em solução de serotonina (GCE - 5HT). A serotonina foi detectada em 379 mV vs Ag / AgCl, KCl(sat), 31 mV menos positivo daquele observado em eletrodo de carbono vítreo (410 mV), enquanto DA foi detectada a 200 mV. Nenhuma interferência foi observada na presença de (AA), tirosina (Tyr), epinefrina (EP) e noradrenalina (NE). Finalmente, na última etapa do presente trabalho lignina, extraída a partir de licor de Kraft, foi solubilizada em acetonitrila / H2SO4 e a solução resultante utilizada para dispersar nanotubos de carbono de parede múltipla, NTCPM. Esta suspensão foi empregada para modificar a superfície de um eletrodo de carbono vítreo, posteriormente utilizado na detecção de nitrito por VPD no intervalo de concentração de 4,0 x 10-6 ≤ [NO2-] ≤ 8, 0 x 10-5 mol L-1. O complexo formado entre neocuproina e Cu (I), um composto em potencial para geração de radicais livres e promoção de lesões no DNA, foi sintetizado e caracterizado. / Chemical systems, which are able to produce OH• and O2•- free radicals, responsible for damage in DNA, were studied at different carbon modified electrode surfaces. Guanine carbon paste modified electrode was used to promote the nitrofural (RNO2) monoelectronic reduction to its respective nitro anion radical, RNO2•-, which attacked guanine immobilized on the electrode surface. The interaction in situ promoted the formation of guanine cation radicals (G+•) between guanine (G), after a dimerization process, were detected in the positive potential range by Differential Pulse Voltammetry, DPV. The other studied systems refer to development of new carbon modified electrodes or utilization of carbon modified electrodes, previously described, for the detection of several important biological molecules. Ascorbic acid (AA), uric acid (UA), xanthine (XA) and hypoxanthine (HX) were simultaneously detected at pyrolytic graphite electrode, previously modified into dopamine solution (EGPD), using DPV. The oxidation peak potentials, were obtained by cyclic voltammetry at 51; 393; 0.765 and 1080 mV vs Ag/AgCl, KCl(sat) for AA, UA, XA and HX, respectively. The detection limit for XA in presence of 5.0 x10-5 mol L-1 HX was 2.3 x10-6 mol L-1 (with sensibility of 2.8 A mol-1 L cm-2), while the detection limit for HX in presence of 5.0 x10-5 mol L-1 XA was 5.6 x10-6 mol L-1 (with sensibility of 1.4 A mol-1 L cm-2). XA and HX were determined in urine samples and the values founded were 0.47 µM e 5.9 µM, respectively. Serotonin (5-HT) and dopamine (DA) were simultaneously detected at glassy carbon electrode, previously modified in serotonin solution (ECV - 5HT). Serotonin was detected at 379 mV vs Ag/AgCl, KCl (sat), 31 mV less positive potential than that observed at bare glassy carbon electrode (410 mV), while DA was detected at 200 mV. No interference was observed in presence of (AA), tyrosine (Tyr), epinephrine (EP) and noradrenaline (NE). Finally, in the last stage of this work, lignin, extracted from Kraft liqueur, was solubilized in acetonitrile/H2SO4 and used to disperse multi-wall carbon nanotubes, MWNTC. This suspension was used to modify the glassy carbon electrode surface and nitrite was detected, by DPV in the concentration range of 4,0 x 10-6≤ [NO2-] ≤ 8,0 x 10-5 mol L-1. The complex formed between neocuproina and Cu (I), a compound which can produce free radicals and thereby cause damage to DNA, was synthesized and characterized.

Neste trabalho foi realizada a funcionalização de grafite sem prévio tratamento em condições de Fridel-Crafts. Considerando que a grafite não possui hidrogênio em sua estrutura, não se observa uma reação de substituição eletrofílica. Por outro lado, o trabalho mostra o papel da umidade presente no grafite na reação de funcionalização. Dessa forma, foi proposto um mecanismo para a reação com a participação da água adsorvida na grafite estabilizando o carbocátion formado. O grafite funcionalizado obtido na reação foi utilizado como material eletródico. Para a reação de funcionalização, quatro moléculas foram utilizadas: ácido ferrocenomonocarboxílico, cloreto de 4-nitrobenzoíla, cloreto de 3,5-dinitrobenzoíla e ácido 3,4-dinitrobenzóico. Para o estudo das condições ótimas da reação, utilizou-se diferentes potências de radiação no reator de micro-ondas, sendo que a extensão da funcionalização mostrou-se sensível à variação deste parâmetro. Para a caracterização dos materiais, utilizou-se voltametria cíclica e análise térmica (TG e DTA). Resultados de infravermelho e Ramam são apresentados no Apêndice A. Os resultados eletroquímicos mostraram que os materiais funcionalizados em maiores potências apresentaram maior corrente Faradaica, mas ao mesmo tempo, o material obtido foi mais resistivo. A diferença de potencial relacionada ao processo redox do ferroceno aumentou conforme a extensão da funcionalização, uma vez que um sobrepotencial é necessário devido ao fluxo iônico (para a manutenção da eletroneutralidade) relativo ao número de espécies envolvidas. Os resultados eletroquímicos também indicaram que a funcionalização do grafite com os nitro compostos foi baixa. A análise térmica evidenciou que a reação de funcionalização do grafite com o ferroceno resultou em materiais com 15% a 20% (m/m) de material ligado ao grafite. Os materiais funcionalizados a maiores potências apresentaram maior massa ligada ao grafite. A funcionalização com os nitro compostos resultou em materiais com menos de 3% (m/m) de composto ligado ao grafite. Os resultados das duas técnicas mostraram coerência na análise da extensão da funcionalização. O material funcionalizado com o ácido ferrocenomonocarboxilico foi o que apresentou os melhores resultados e propõe-se uma explicação para tal baseado no mecanismo de reação sugerido. Com o objetivo de melhor elucidar o mecanismo da reação, foram realizadas algumas reações na ausência de alguns reagentes. Por exemplo, quando tenta-se funcionalizar o material sem a presença de cloreto de alumínio ou sem a umidade natural do grafite, a reação não ocorre. / In this work natural graphite functionalization in Fridel-Crafts conditions is performed using a one-step microwave assisted reaction. Since there is no hydrogen in graphite structure, it is not possible to observe electrophilic substitution. On the other hand this work shows the role of the moisture present on graphite in the functionalization reaction under this condition. Therefore, a reaction mechanism with the participation of the water naturally adsorbed on graphite stabilizing the formed carbocation has been suggested. After the reaction, the functionalized graphite was used as electrode material. Four molecules were used to functionalize graphite: Ferrocene monocarboxylic acid, 4-nitrobenzoyl chloride, 3,5-dinitrobenzoyl chloride and 3,4-dinitrobenzoic acid. To study the optimal conditions of the reaction, the microwave radiation power was varied and the extent of the functionalization on graphite was sensitive to this parameter. Two techniques were used to characterize the materials, cyclic voltammetry and thermal analysis (TG and DTA). IR and Raman data are shown in appendix A. Electrochemical results have shown that the materials functionalized at higher microwave radiation power have higher Faradaic current, but are more resistive. The potential difference between the peaks of the redox process of ferrocene increased with the extent of functionalization. This occurs because an overpotencial is needed to compensate the ionic flux (in order to maintain the electroneutrality) related to the number of species involved. The electrochemical results also indicated that the extent of functionalization of graphite with the nitro compounds was low. The thermal analysis have shown that the functionalization of graphite with ferrocene lead to values between 15% to 20% (m/m) of compound in the material. The materials functionalized at higher microwave radiation power presented higher relative mass in the material. The reaction with the nitro compounds lead to less than 3% (m/m) of compound in the final material. The results of both techniques were coherent about the extent of functionalization. The material functionalized with ferrocene monocarboxylic acid showed the best results, and an explanation for that based on the reaction mechanism is suggested. In order to elucidate the reaction mechanism, some experiments were realized in absent of some reagents. When the reaction were carried out without aluminum chloride or with dried graphite, the reaction has not occurred.

A síntese de filmes inorgânicos mesoporosos por métodos eletroquímicos pode ser viabilizada com o uso de agregados de surfactantes, os quais atuam como moldes durante o processo de eletrodeposição. Neste contexto, são apresentados estudos sobre a obtenção de filmes de óxidos de molibdênio em superfícies de carbono vítreo por meio de deposição eletroquímica de Mo(VI) em meio ácido na presença de surfactantes apropriados. Desta maneira, estudos dos processos catalíticos referentes à redução de ânions oxigenados na superfície modificada na presença de surfactante são mostrados e comparados com os resultados oriundos de filmes depositados em solução sem o surfactante. Um breve estudo comparativo variando a concentração de Mo(VI) e o pH da solução geradora foi executado com a finalidade de verificar o efeito destes parâmetros sobre as características eletrocatalíticas do filme. Em duas condições experimentais especiais foram obtidos filmes de óxidos de molibdênio com cores distintas (azul escuro e amarelo). Experimentos espectroscópicos demonstram que a diferença na cor se deve à presença de espécies de Mo em diferentes estados de oxidação. Em virtude da existência de diferentes espécies de Mo(VI) em função da concentração do íon metálico e do pH e que, em conseqüência deste fato, filmes com características eletrocatalíticas distintas frente à redução catódica do iodato são produzidos, desenvolveu-se um método empregando microeletrodos para a quantificação de H+ em soluções concentradas de surfactante. A metodologia se baseia na prévia determinação do coeficiente de difusão do próton e medição da corrente limite em experimentos voltamétricos no meio contendo o surfactante. Neste trabalho também são mostrados estudos voltamétricos em soluções micelares de CTAB com o uso de sondas eletroativas com alta afinidade pelo interior micelar. Com a análise dos dados obtidos foi possível avaliar o coeficiente de difusão micelar (1.7 x 10-6 cm2/s) e o raio hidrodinâmico (13 Å) destes agregados em solução de KCI 0,05M. Estudos sobre a influência da concentração de surfactante e da natureza e concentração de eletrólito suporte no coeficiente de difusão dos agregados micelares foram realizados e constatou-se que existe mudança na estrutura das micelas em soluções contendo KCI em concentrações superiores a 0,20 M. / In this work some studies involving the electrodeposition of molybdenum oxide thin films from solutions containing Mo(VI) are reported . The influence of the concentration of Mo(VI) and the pH on the characteristics of the obtained film were evaluated by spectroscopic techniques and by analysing the electrocatalytic effect of the modified electrode on the response for the cathodic reduction of iodate ions. Similar experiments were carried out at solutions containing surfactants such as Triton X-100 and Brij 56 as an attempt to generate mesoporous structures. However, no experimental evidence on the formation of such structures were obtained and the good response of the modified electrode prepared in surfactant medium was attributed to the formation of thin films which posses better performance towards the electrocatalytic reduction of iodate. Results were compared with those obtained f rom working solutions in the absence of surfactants. A methodology for acidity determination in solutions containing high concentrations of Triton X-100 was also developed. The procedure was based on the previous determination of the H+ diffusion coefficient in mixtures containing surfactant + water by using voltammetry with a platinum microelectrode. The results showed the influence of solution viscosity in the value of the diffusion coefficient of H+. Some results on the use of microelectrodes to measure the diffusion coefficient of ferrocene supported CTAB micelles were also performed. By using a classical theory that predicts the interaction between micelles as a function of the surfactant concentration, the diffusion coefficient of CTAB micelles at conditions of non-interaction (Dº) and the hydrodynamic radius (Rº) of the CTAB micelle at this experimental condition were found to be 1.7 x 10-6 cm2/s and 13 Å, respectively, at 0.05 M KCI solutions. The effect of different anions (bromide, chloride and fluoride) on the micellar diffusion coefficient was investigated and changes in the structure of spherical CTAB micelles at higher ionic strength values were postulated based on analysis of micellar interaction coefficient vs. CTAB concentration plots.

Eletrodos à base de carbono, como os eletrodos de troca iônica, entre outros, têm aplicação principalmente no tratamento de efluentes industriais e rejeitos radioativos. Carbono é também amplamente utilizado em células a combustível como substrato para os eletrocatalisadores, por possuir elevada área superficial, que supera a sua área geométrica. O conhecimento desta superfície ativa total é importante na determinação das condições de operação de uma célula eletroquímica no que diz respeito às correntes a serem aplicadas (densidade de corrente). No presente estudo foram utilizadas duas técnicas eletroquímicas na determinação da área superficial ativa de eletrodos de carbono vítreo e poroso e eletrodos de troca iônica: espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e voltametria cíclica (VC). Os experimentos foram realizados com soluções de KNO3 0,1 mol.L-1 em célula eletroquímica de três eletrodos: eletrodo de trabalho à base de carbono, eletrodo auxiliar de platina e eletrodo de referência de Ag/AgCl. Os eletrodos de carbono vítreo e de carbono poroso utilizado possuíam uma área geométrica de 3,14 x 10-2 cm2 e 2,83 10-1 cm2, respectivamente. O eletrodo de troca iônica foi preparado misturando-se grafite, carbono, resina de troca iônica e um aglutinante, sendo esta mistura aplicada em três camadas sobre feltro de carbono, utilizando-se nos experimentos uma área geométrica de 1,0 cm2. Por EIE determinou-se diretamente a capacitância dos materiais dos eletrodos (Cd) utilizando-se os diagramas de Bode. O valor de 172 μF.cm-2 encontrado para o carbono vítreo está de acordo com a literatura (~200 μF.cm-2). Por VC, variando a velocidade de varredura de 0,2 a 2,0 mV.s-1, determinou-se a capacitância CdS (S=área superficial ativa) na região da dupla camada elétrica (DCE) para cada um dos materiais, Por EIE, foram determinados os valores de Cd de 3,0 x 10-5 μF.cm-2 e de 11,0 x 103 μF.cm-2 para os eletrodos de carbono poroso e de troca iônica, respectivamente, o que possibilitou a determinação das áreas superficiais ativas de 3,73 x 106 cm2 e 4,72 cm2. Portanto, o uso combinado das técnicas de EIE e VC mostra-se promissor para o cálculo das áreas superficiais ativas de eletrodos à base de carbono. / Carbon-based electrodes as well the ion exchange electrodes among others have been applied mainly in the treatment of industrial effluents and radioactive wastes. Carbon is also used in fuel cells as substrate for the electrocatalysts, having high surface area which surpasses its geometric area. The knowledge of the total active area is important for the determination of operating conditions of an electrochemical cell with respect to the currents to be applied (current density). In this study it was used two techniques to determine the electrochemical active surface area of glassy carbon, electrodes and ion exchange electrodes: cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The experiments were carried out with KNO3 0.1 mol.L-1 solutions in a three-electrode electrochemical cell: carbon-based working electrode, platinum auxiliary electrode and Ag/AgCl reference electrode. The glassy carbon and porous carbon electrodes with geometric areas of 3.14 x 10-2 and 2.83 10-1 cm2, respectively, were used. The ion exchange electrode was prepared by mixing graphite, carbon, ion exchange resin and a binder, and this mixture was applied in three layers on carbon felt, using a geometric area of 1.0 cm2 during the experiments. The capacitance (Cd) of the materials was determined by EIS using Bode diagrams. The value of 172 μF.cm-2 found for the glassy carbon is consistent with the literature data (~200 μF.cm-2). By VC, varying the scan rate from 0.2 to 2.0 mV.s-1, the capacitance CdS (S = active surface area) in the region of the electric double layer (EDL) of each material was determined. By EIS, the values of Cd, 3.0 x 10-5 μF.cm-2 and 11 x 103 μF.cm-2, were found for the porous carbon and ion exchange electrodes, respectively, which allowed the determination of active surface areas as 3.73 x 106 cm2 and 4.72 cm2. To sum up, the combined use of EIS and CV techniques is a valuable tool for the calculation of active surface areas of carbon-based electrodes.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CRISTIANE SOUSA MENDES pdf.pdf: 694969 bytes, checksum: e48bc786539dbcfeb903781ae8fef3ca (MD5) Previous issue date: 2007-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work present an evaluation of a modified glassy carbon electrode with NiTSPc immobilized with film PLL of the determination of paraquat by differential pulse voltammetry. The film was formed applying 20μL of a solution prepared for the mixture of equal volume of NiTSPc 0,8mM and poly-L-lisine (PLL) 0,12mM. The maximum signal to noice ratio was obtained using a 0,1M Britton-Robinson buffer at pH=7,0 as supporting electrolyte.. The electrode modified with NiTSPc/PLL presented PQ reduction currents more accented and voltammetrics profiles better with respect to the electrodes unmodified and modified with CuTSPc/PLL. The best conditions of analyze had been amplitude of pulse 125mV, width of pulse 25mV, speed of sweepings 10mV/s. The maximum relation signal noise was gotten in drain plug Britton-Robinson 0,1M, with pH 7,0 as electrolyte has supported. This sensor presented two reversible peaks for reduction of the PQ around - 0.71 V (peak 1) and - 1,10 V (peak 2) versus E.C S. In these conditions, the modified electrode obtained a linear response range from 1,00 x 10-6 to 1,00 x 10-5 mol L-1 with detection and quantification limits equals to 7,58 x 10-8 mol L-1 (19,5 μg L-1) and 2,5 x 10-7 mol L-1 (64 μg L-1), respectively. The studied sensor presented values below 5%, in terms of relative standard deviation, for repeatability (2,52% for N = 10) and reproducibility (2,97% for N = 5) studies. The recovery in real samples was of 98%. / Este trabalho apresenta uma avaliação de um eletrodo de carbono vítreo modificado com NiTSPc imobilizada com filme de poli-L-lisina para determinação do paraquat por voltametria de pulso diferencial. O filme foi formado adiconando-se 20μL de uma solução preparada pela mistura de volumes iguais de NiTSPc 0,8mM e PLL 0,12mM. O eletrodo modificado com NiTSPc/PLL apresentou correntes de redução do PQ mais acentuadas e melhores perfis voltamétricos em relação ao eletrodo não modificado e modificados com CuTSPc/PLL. As melhores condições de analise foram amplitude de pulso 125mV, largura de pulso 25mV, velocidade de varredura 10mV/s. A máxima relação sinal ruído foi obtida em tampão Britton-Robinson 0,1M, com pH 7,0 como eletrólito suporte. Este sensor apresentou dois picos reversíveis para redução do PQ em torno de - 0,71 V (pico 1) e - 1,10 V (pico 2) vs E C S.. Nestas condições, o eletrodo modificado obteve uma resposta linear de 1,00 x 10-6 a 1,00 x 10-5 mol L-1 com limites de detecção e quantificação iguais a 7,58 x 10-8 mol L-1 (19,5 μg L-1) e 2,5 x 10-6 mol L-1 (64 μg L-1), respectivamente. O sensor estudado apresentou valores abaixo de 5%, em termos de desvio padrão relativo, para estudos de repetibilidade (2,52% para N = 10) e reprodutibilidade (2,97% ....para N = 5). A recuperação em amostras reais foi de 98%.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Sakae.pdf: 1745782 bytes, checksum: 1d832d38287a9925a8da302de8ee4f87 (MD5) Previous issue date: 2013-06-04 / This work presents the development of an electrochemical sensor, based on the modification of a graphite polyurethane composite electrode with 5% of Ni/SBA-15, applied to the determination of Cu2+ in ethanol fuel. In this study a comparison between the electrodes of graphite polyurethane was made, with and without the modifier SBA-15 composite. The study was carried out with the anodic stripping voltammetry technique in the square wave mode (ASV/SW) and the standard addition method. From the calibration curve, it was found that when Ni is incorporated in to silica nanomaterial, the slope is about two times higher than when metal that has not been incorporated into the nanocomposite. The electrochemical sensor containing Ni/SBA-15 was then evaluated electroanalytically for determination of Cu2+ in ethanol fuel samples, using the ASV/SW, and as a supporting electrolyte, the ammonium sulphate ((NH4)2(SO4)) 0,1 mol L-1 and pH = 3. After voltammetric study for optimization of experimental conditions and equipment, we obtained the following data, considered ideal: deposition potential (Edep) = -0,5 V; preconcentration time (tpré) = 160 s; frequency (Freq.) = 60 Hz, amplitude (amp) = 25mV and step potential ( step) = 5 mV. For statistical validation procedure, the accuracy of the method was determined through recovery tests, whose results were concordant, showing a recovery value in the concentration of Cu2+, 91%. The results obtained in the analyzed sample had an average value of 6,07 x 10-8 to Cu2+ concentration, showing that the graphite polyurethane composite electrode modified with Ni/SBA-15 is a great sensor for Cu2+. / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sensor eletroquímico, a partir da modificação do eletrodo compósito de grafite poliuretana com Ni/SBA-15, em 5% deste modificador, aplicado na determinação de Cu2+ em etanol combustível. Neste estudo, fez-se uma comparação entre os eletrodos de compósito grafite poliuretana, com e sem o modificador SBA-15. O estudo foi realizado com Voltametria de Redissolução Anódica no modo onda quadrada (ASV/SW) e o método de adição padrão. A partir da curva analítica, observou-se que, quando se incorpora o Ni ao nanomaterial de sílica, a sensibilidade é aproximadamente duas vezes maior do que quando não se tem este metal presente no nanocompósito. O sensor eletroquímico com Ni/SBA-15 foi, então, avaliado eletroanaliticamente, para determinação de Cu2+ em amostras de etanol combustível, utilizando como eletrólito suporte o sulfato de amônio ((NH4)2(SO4)) 0,1 mol Lˉ¹, em pH 3. Após um estudo voltamétrico preliminar, para otimização das condições experimentais e do equipamento, obteve-se os seguintes dados, considerados adequados para as análises: potencial de deposição (Edep) = -0,5 V; tempo de pré-concentração (tpré) = 160 s; frequência (Freq.) = 60 Hz; amplitude (amp) =25mV e potencial de escada (Eescada) = 5 mV. Para validação estatística do procedimento, a exatidão do método foi determinada, através de testes de recuperação, cujos resultados foram concordantes, apresentando um valor de recuperação na concentração de Cu2+, de 91%. Os resultados obtidos na amostra analisada apresentaram um valor médio de 6,07 x 10ˉ8 mol Lˉ¹ para a concentração de Cu2+, mostrando que o eletrodo compósito grafite poliuretana modificado com Ni/SBA-15 é um sensor adequado para determinar Cu2+ neste tipo de amostra.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Daniel.pdf: 1759359 bytes, checksum: 8e118ed0eeb57413abe7a81e44a65d3f (MD5) Previous issue date: 2013-06-03 / Despite the advantages of bismuth film electrode for the determination of trace metals and organic compounds, the Cu²⁺ is an element that has problems when measured with this electrode, since its potential is very close to the Bi³⁺, causing overlapping of peaks. This work presents an alternative to eliminate the interference of Bismuth in the determination of copper in using bismuth film electrodes (BiFE), prepared ex situ mode. The ethanol fuel samples without pre-treatment and biodiesel samples previously digested were used in order to evaluate this electroanalytical procedure. The optimization of the parameters was performed using a complete factorial design 2³ with center point. After several voltammetric experiments, optimal conditions for the determination of Cu²⁺ were the following: Edep = -1.3 V; tpre = 120s; Frequency: 60 Hertz. The voltammograms using anodic stripping voltammetry method in the square wave mode and their corresponding standard addition curves indicated that the bismuth film electrode provides a sensitive and useful procedure for the determination of Cu²⁺ in biofuels. Experiments carried out by the successive addition of aliquots of a standard solution of Cu²⁺, yielded a linear response of peak current to the concentration of metal ion. Good detection limits have been obtained for the determination of Cu²⁺ in ethanol fuel, soybean oil and tallow biodiesels respectively (4.9 x 10ˉ⁸ mol Lˉ¹; 5.60 x 10ˉ⁸ mol Lˉ¹, 1.79 x 10ˉ⁸ mol Lˉ¹). The accuracy was assessed through recovery test (recoveries of 85.6% to 97.05%) and the precision was expressed by the coefficient of variation that ranged from 10% to 18%. The method was successfully applied to two different samples of biodiesel and ethanol fuel and analyzed in triplicate. / Apesar das vantagens do Eletrodo de Filme de Bismuto (BiFE), na determinação de metais traços e compostos orgânicos, o Cu²⁺ é um elemento que apresenta problemas quando quantificado com este eletrodo, uma vez que seu potencial é muito próximo ao do Bi³⁺, causando a sobreposição de picos. Este trabalho apresenta uma alternativa para eliminação da interferência do bismuto na determinação de Cu²⁺ em biocombustíveis (etanol e biodiesel), usando um BiFE, preparado no modo ex situ. As amostras de etanol combustível foram usadas sem tratamento prévio, enquanto as amostras de biodiesel foram previamente digeridas. A otimização dos parâmetros foi realizada com o uso do planejamento fatorial completo 2³ com ponto central. Após vários experimentos voltamétricos, as condições ideais para a determinação de Cu²⁺ foram: Edep = -1,3 V; tpré = 120 s; Frequência: 60 Hertz. Os voltamogramas e suas correspondentes curvas de adição padrão indicaram que o uso do BiFE com a técnica Voltametria de Redissolução Anódica (ASV), no modo onda quadrada, indicaram que o procedimento é adequado, útil e sensível para a determinação de Cu²⁺ em biocombustíveis. Os experimentos realizados, pela adição sucessiva de alíquotas da solução padrão de Cu²⁺ proporcionaram uma resposta linear entre a corrente de pico e a concentração do íon metálico. Bons limites de detecção foram obtidos para a determinação do Cu²⁺ em Etanol combustível, biodiesel de óleo de soja e de sebo respectivamente (4,90x10ˉ⁸ mol Lˉ¹; 5,60x10ˉ⁸ mol Lˉ¹; 1,79x10ˉ⁸mol Lˉ¹). A exatidão foi avaliada através do teste de recuperação (recuperações de 85,6% a 97,05%). A precisão, expressa pelo coeficiente de variação (CV: entre 10% e 18%) foi considerada boa. O método foi aplicado com sucesso em amostras reais de biodiesel e Etanol combustível.

Orientador: Gláucia Maria Pastore / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-24T21:03:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sampaio_PatriciaBrito_D.pdf: 2558424 bytes, checksum: 8b7f3f32354ab3697fc45d7d6334e2ec (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O açaí (Euterpe oleracea) é um fruto amazônico com elevado teor de compostos fenólicos, principalmente antocianinas, e alta capacidade antioxidante. O consumo médio diário de fenóis, polifenóis e taninos pode variar de menos de 100 mg a mais de 2 g. Mais de 95% deste consumo consegue atingir o cólon e é fermentado pela microflora intestinal, portanto após sua captação através da dieta, grande parte desses compostos sofre transformações pelas bactérias intestinais. Para avaliar a ação bioquímica "in vitro" foram testados 11 (onze) padrões de compostos fenólicos presentes e não presentes no açaí mais o ácido ascórbico como antioxidante de referência, além do extrato purificado de polifenóis do açaí (Amazon Dreams Ltda) contendo 16.000 mg/100g de antocianinas e 47.478 mg de equivalentes de ácido gálico/100g de fenólicos totais. Na análise de potencial redox por voltametria cíclica e capacidade antioxidante ORAC não foi encontrada relação dos valores mais altos com os compostos que apresentaram efeito inibitório nos testes em microplacas com bactérias enteropatogênicas, os quais foram os ácidos fenólicos (cafeíco e gálico) e ácido ascórbico. Porém a delfinidina que teve os maiores valores de MIC encontrados coincidiu também com um alto valor ORAC. Os compostos e extrato estudados não tiveram influência negativa no crescimento dos micro-organismos probióticos (Bifidobacterium animalis subsp. Lactis Bb12®. E Lactobacillus rhamnosus ). A fim de verificar a influência do extrato de açaí em parâmetros biológicos e de prevenção do câncer colorretal, foi utilizado modelo de ratos wistar com câncer de colón induzido por DMH (80 mg/Kg) e tratamento combinado com diferentes concentrações do extrato purificado de açaí (30 mg; 50 mg e 180 mg/Kg de peso animal) por 28 dias. Dentre os parâmetros hematológicos e eletrólitos (Na, Ca e K) não houve alterações importantes. As enzimas hepáticas ALT e GGT apresentaram valores mais baixos nos grupos que consumiram o extrato, mesmo com o uso da droga, em comparação com o controle positivo mostrando que o extrato é bem tolerado e não tóxico. Não foi observado aumento de genotoxicidade através do ensaio cometa ( normal e com enzimas Endo III e FPG), em linfócitos e células do colón nos animais tratados e não tratados com o extrato. Houve menor formação de Focos de Criptas Aberrantes no cólon dos grupos que consumiram as doses baixa e intermediária do extrato. Porém a dosagem de 180 mg/kg pode ter tido ação sinergística com a droga aumentando o número de lesões. Houve significância estatística no aumento da produção dos AGCC (acético, propiônico e capróico) quantificados por GC-FID, em todos os grupos que se alimentaram com o extrato de açaí (p <0.001). A produção de isobutírico foi detectada apenas nesses grupos. Isto demonstra que o consumo de extrato de açaí favoreceu a produção de AGCC, até mesmo nos grupos que utilizaram o DMH / Abstract: Açaí ( Euterpe oleracea) is an Amazonian fruit with a high content of phenolic compounds , especially anthocyanins , and high antioxidant capacity . The average daily consumption of phenols, polyphenols and tannins can range from less than 100 mg to more than 2 g .Over 95% of this consumption can reach the colon and is fermented by the intestinal microflora, therefore, after its capture by diet , most of these compounds undergoes transformations by intestinal bacteria. To assess the biochemical action "in vitro" were tested eleven standards of phenolic compounds present and not present in acai more the ascorbic acid standard as antioxidant reference , in addition to the purified extract of açaí polyphenols ( Amazon Dreams Inc. ) containing 16,000 mg / 100g of anthocyanins and 47,478 mg equivalents of gallic acid/100g of total phenolic . In the analysis of redox potential by cyclic voltammetry and ORAC antioxidant capacity was not found ratio of higher values of compounds and with the inhibitory effect under test in microplate with enteropathogenic bacteria, which was the phenolic acids ( gallic acid and caffeic ) and ascorbic acid. But the delphinidin had the highest MIC values found also coincided with a high ORAC value . The compounds studied had no negative influence on the growth of probiotic micro-organisms (Bifidobacterium animalis subsp. Lactis Bb12®. and Lactobacillus rhamnosus ) . In order to verify the influence of acai extract in biology and prevention of colorectal cancer , we used Wistar rat model with colon cancer induced by DMH ( 80 mg / kg ) and combined treatment with different concentrations of purified extract of açaí (30 mg, 50 mg and 180 mg / kg body weight) for 28 days. Among the hematological parameters and electrolytes (Na, Ca and K ) showed no significant changes . The liver enzymes ALT and GGT exhibited lower values in the groups that consumed the extract, even with the use of the drug , compared with the positive control showed that the extract is well tolerated and not toxic. No increase in genotoxicity was observed by comet assay (normal, Endo III and FPG enzymes ) in lymphocytes and colon cells in the animals treated and not treated with the extract . There was less formation of Aberrant Crypt Foci in the colon of the groups that consumed the low and intermediate doses of the extract. However the dose of 180 mg / kg may have been synergistic action with drugs increasing the number of lesions. There was statistical significance in the increased production of SCFA (acetic,propionic and caproic ) quantified by GC- FID in all groups were fed the extract of acai ( p < 0.001 ) . The production of isobutyric acid was detected only in those groups. This demonstrates that consuming açaí extract favored the production of SCFA, even in groups that used the DMH / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutora em Ciência de Alimentos