A eletroforese capilar (CE) é uma técnica de separação eficiente, que tem merecido grande atenção nas últimas duas décadas, e que oferece soluções analíticas alternativas ou complementares à cromatografia líquida num número crescente campos de aplicação, incluindo análises de fármacos, compostos biológicos e biogênicos, dentre outros. Entre as vantagens comparativas da técnica figuram separações mais rápidas com pequeno dispêndio de amostras, solução tampão (e solvente orgânico, se usado), baixo custo de operação e manutenção. Todavia, a exigüidade de amostra no capilar tem como reflexo, via de regra, limites de detecção menos favoráveis que os da HPLC, uma limitação significativa na análise de traços, suplantável por técnicas e procedimentos de extração/acumulação prévia dos analitos. Nesta tese concebeu-se e implementou-se a combinação inédita entre a CE e a préconcentração eletroquímica de metais. Novos dispositivos para extração líquido/gás/líquido mediada por membranas microporosas também foram propostos e aplicados à analise de aminas voláteis, sempre utilizando detector de condutância medida sem contato direto com a solução (C4D, contactless capacitively coupled conductivity detection). Primeiramente, sem recorrer à preconcentração, definiu-se condições de análise para 16 aminas (metilamina, dimetilamina, trimetilamina, propilamina, n-butilamina, s-butilamina, t-butilamina, hexilamina, DMAE, etanolamina, dietanolamina, trietanolamina, 1,3-diaminopropano, 1,4-diaminobutano, 1,5-diaminopentano e 1,6-diaminohexano) juntamente com íon amônio, e, para análise de 9 metais (TI++, Cd2+, Pb2+,Cr3+, Zn2+, Ag+, Cu2+, Co2+ e Ni2+). Um método completo para análise de dimetilaminoetanol em formulações cosméticas por CE-C4D foi desenvolvido e validado. Os estudos de extração e pré-concentração líquido/gás/líquido foram realizados utilizando filamento oco de Oxyphan preenchido com solução coletora. Foi construída cela para extração gasosa constituída de recipiente fechado no qual se introduz amostra com analitos voláteis, ou volatilizáveis pela adição de reagente e/ou aquecimento (pervaporação). A bobina coletora de filamento oco preenchido com solução coletora foi montada na parte interna da tampa da cela. Testes realizados com amostras de tecidos de peixe demonstraram o funcionamento do sistema, que poderá ser aperfeiçoado e aplicado, por exemplo, à análise de aminas biogênicas primárias de baixo peso molecular, indicadoras de decomposição de certos alimentos. Criou-se também extrator microvolumétrico em que o filamento de Oxyphan é montado concentricamente no interior de um capilar de sílica fundida, para realização de estudos de extração líquido/gás/líquido em fluxo. Um sistema em fluxo compreendendo válvulas e microbombas foi montado e colocado sob controle de um programa de computador (Labview), que, entre outras funções, controla o deslocamento da solução coletora exposta no filamento oco (13 µL) até o ponto exato da interface em que se dá a injeção no capilar da CE. Pela primeira vez recorreu-se à acumulação eletroquímica (ECPC) de analitos num sistema FIA-CE-C4D - uma configuração baseada inteiramente na eletroquímica -, visando expandir os limites de detecção das determinações e eliminar interferência de matriz por troca de meio. Implementou-se a pré-concentração catódica seguida de redissolução anódica com uma célula eletroquímica especial, em que o capilar da eletroforese é posicionado junto ao eletrodo de trabalho, feito de ouro obtido a partir de CD\'s graváveis. Uma célula microfluídica ECPC-FIA-CE-C4D também foi construída. Tomando íons Cu2+ como sistema modelo, demonstrou-se o aumento do sinal referente aos íons cobre(lI) no eletroferograma para tempos crescentes de acumulação eletroquímica. Para a solução de alto teor salino contendo mistura dos íons Cd(II), Pb(II), Zn(lI) e Cu(II), comprovou-se a eliminação da interferência da matriz por troca de meio antes da redissolução anódica. Os testes iniciais indicam que os novos dispositivos e sistemas propostos nesta tese para uso em conjunto com a CE têm potencialidade para desencadear novas pesquisas, desenvolvimento de métodos e aplicações, sendo passíveis também de miniaturização e automação. / Capillary electrophoresis (CE) is an efficient separation technique that evolved rapidly in the last couple of decades, now offering complementary or alternative analytical solutions to liquid chromatography for an expanding number of application fields including drugs, biological and biogenic compounds. Some comparative advantages of CE are faster separation, very low consumption of buffer solutions and samples (and organic solvents, if any), lower maintenance and operational costs. However, the quantification of a few nanoliters of analyte in a capillary, as a rule, compromises the detection limits attainable by HPLC, a shortcomming in trace analysis, suplantable by extraction/preconcentration of the analytes from the sample. The combination of electrochemical preconcentration (ECPC) with CE is first proposed in this thesis and tested with metal ions. New devices for liquid/gas/liquid extraction based on microporous filaments filled with a collector solution were proposed and applied to the analysis of volatile amines, The detector of choice was the C4D (capacitively coupled contactless conductivity detection) and CE-C4D working conditions were defined for the separation and determination of: i) 16 amines (methylamine, dimethylamine, trimethylamine, propylamine, n-butylamine, s-butylamine, t-butylamine, hexilamine, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, DMAE, 1,3-diaminopropane, 1,4- diaminobutane, 1,5-diaminopentane and 1,6-diaminohexane) plus ammonium, ii) nine metallic ions (Tl+, Cd2+, Pb2+, Cr3+ Zn2+, Ag+, Cu2+, Co2+ e Ni2+). A complete method of analysis for Dimethyl-amino-ethanol (DMAE) in cosmetic formulations was established and validated. Liquid/gas/liquid extraction studies were based on the use of a polypropylene microporous filment (Oxyphan® ) filled with the collection solution. A closed cell was devised in which an Oxyphan® coil is installed beneath the cap and volatilization of sample components can be promoted by heating (pervaporation) or addition of a reactant. The device was successfully tested with fish samples by the detection of primary low molecular weight biogenic amines, a procedure of special interest in fast checking of fish or other foods for decomposition. A microvolumetric version of the liquid/gas/liquid extractor was created with an Oxyphan® hollow fiber mounted concentrically inside a silica capillary. A flow system comprising the micropumps, solenoid valves and the microextrator was designed, automatically operated under software control (Labview). This FIA-CE system was tested by the extraction/enrichment of volatile amines in the collecting solution (13 µL) followed by accurate displacement to the interface with the CE capillary by the micropumps. Pioneering work with ECPC-FIA-CE-C4D an all-electrochemical system was conducted in this thesis aiming expanded detection limits and matrix effect reduction. An electrochemical cell for the interface with FIA-CE system was built in acrylic using gold electrodes made from gold-sputtered CD-Rs. A microfluidic version of the cell interfaced with the CE capillary was also conceived. The full system was evaluated by using Cu2+ as a model specie; an increase in analytical signal was observed as a function of the cathodic deposition time before stripping. For a mixture of Cd2+, Cu2+, Zn2+ and Pb2+ in a high saline media, elimination of the matrix interference by medium exchange before stripping was demonstrated. Initial favorable evaluations show that the devices and systems proposed in 12 the thesis have the potential to engender further research of methods and applications as well as miniaturization and automation of procedures.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:42:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Renata_Schmidt_Filgueras.pdf: 703631 bytes, checksum: f31913527b1612d15991ff454beea7e8 (MD5) Previous issue date: 2007-06-16 / Samples of contra-filet (muscle Longissimus Dorsi) of 12 carcasses of Red Angus bovines and zebuines mixed breeds, knocked down with approximately 350 kg and 3 years of age, treated with or without electric stimulation of low voltage in the period post-mortem were vacuum-packed and stored under refrigeration ( 1,0±0,5ºC) for until 56 days. After 0, 7, 14, 35 and 56 days of maturation were made the determination of bioactive amines (putrescine, cadaverine, histamine, tiramine, serotonin, agmatine, tryptamine, feniletilamine, espermine and espermidine), standard count in plaque of aerobes microorganisms and total count of lactic bacteria. The count of microorganisms of the samples has correlated positively during the storage time (r>0,91 e p<0,001), achieving maximum scores of 6,67 and 7,6 LogUFC.g-1 for viable microorganisms aerobes and lactic bacteria, respectively, after 56 days. The breed variation of the animals and the electric stimulation of the carcass have not demonstrated to cause significant effects in the microbiotics and tenor of bioactive amines during the period observed, except as for the tenors of espermine, after 14 days, when a bigger concentration of such polyamine was detected in the mixed breed meat. Significant positive correlations (p<0,001), were also observed between the lactic bacteria count and the total of bioactive amines in the meat of carcass electrically stimulated, in both Red Angus and zebuines mixed breeds, which it did not occur in the meat of carcass without post-mortem electric stimulation. . / Aminas bioativas são bases orgânicas de baixo peso molecular encontradas em uma gama de alimentos de origem animal e vegetal e estão frequentemente envolvidas no desenvolvimento e potencialização de patologias humanas importantes, como desordens neurológicas, doenças gastrointestinais, hipo e hipertensão, respostas imunes anormais e câncer. O processo de maturação da carne bovina favorece o crescimento de bactérias anaeróbias facultativas, sobretudo bactérias láticas, as quais contribuem para a produção e aumento da concentração de aminas em alimentos. Amostras de contra-filé (músculo Longissimus Dorsi) de 12 carcaças de bovinos Red Angus e mestiços zebuínos, abatidos com aproximadamente 350kg e 3 anos de idade, com e sem estimulação elétrica da carcaça (estimulação de baixa voltagem), foram acondicionadas a vácuo e maturadas sob refrigeração por até 56 dias ( 1,0±0,5ºC). Aos 0, 7, 14, 35 e 56 dias de maturação foram efetuadas as determinações de aminas bioativas (putrescina, cadaverina, histamina, tiramina, serotonina, agmatina, triptamina, feniletilamina, espermina e espermidina), contagem total de bactérias láticas e contagem padrão em placa de microrganismos aeróbios. As contagens de bactérias láticas e microrganismos aeróbios correlacionaram-se positivamente com o tempo de maturação, atingindo ao final do período 6,67 e 7,6 LogUFC.g-1 para microrganismos aeróbios viáveis e bactérias láticas, respectivamente. Entre os diferentes tratamentos estudados, não foram observadas diferenças estatisticamente significativas nos teores de aminas bioativas e contagens de microrganismos (aeróbios e bactérias láticas), exceto aos 14 dias, quando os teores de espermina em amostras de carne de animais mestiços foram significativamente maiores (p<0,05) do que em carnes de Red Angus, com e sem estimulação elétrica. Em tratamentos iguais e ao longo do período de armazenamento houve aumento significativo tanto nas contagens de microrganismos aeróbios e bactérias lácticas quanto nos teores totais de aminas bioativas. Esse aumento é particularmente significativo a partir do 35º dia de maturação. Correlações positivas significativas (p<0,001) foram observadas entre contagem de bactérias láticas, total de aminas bioativas e tempo de maturação em amostras de carne de carcaças estimuladas eletricamente, tanto de animais Red Angus quanto mestiços zebuínos, o que não ocorreu nas carnes de carcaças que não sofreram estimulação elétrica post-mortem. .