Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Este trabalho de pesquisa descreve dois estudos de caso de métodos quimiométricos empregados para a quantificação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos HPAs (naftaleno, fluoreno, fenantreno e fluoranteno) em água potável usando espectroscopia de fluorescência molecular e a classificação e caracterização de sucos de uva e seus parâmetros de qualidade através de espectroscopia de infravermelho próximo. O objetivo do primeiro estudo é a aplicação combinada de métodos quimiométricos de segunda ordem (N-PLS, U-PLS, U-PLS/RBL e PARAFAC) e espectrofluorimetria para determinação direta de HPAs em água potável, visando contribuir para o conhecimento do potencial destas metodologias como alternativa viável para a determinação tradicional por cromatografia univariada. O segundo estudo de caso destinado à classificação e determinação de parâmetros de qualidade de sucos de uva, densidade relativa e teor de sólidos solúveis totais, foi medida por espectroscopia de infravermelho próximo e métodos quimiométricos. Diversos métodos quimiométricos, tais como HCA, PLS-DA, SVM-DA e SIMCA foram investigados para a classificação amostras de sucos de uva ao mesmo tempo que métodos de calibração multivariada de primeira ordem, tais como PLS, iPLS e SVM-LS foram usadas para a predição dos parâmetros de qualidade. O princípio orientador para o desenvolvimento dos estudos aqui descritos foi a necessidade de metodologias analíticas com custo, tempo de execução e facilidade de operação melhores e menor produção de resíduos do que os métodos atualmente utilizados para a quantificação de HPAs, em água de torneira, e classificação e caracterização das amostras de suco de uva e seus parâmetros de qualidade / This research work describes two studies of chemometric methods employed for the quantification of polycyclic aromatic hydrocarbons PAHs (naphthalene, fluorene, phenanthrene and fluoranthene) in tap water using molecular fluorescence technique, and the classification and characterization of grape juice and its quality parameters by near infrared spectroscopy. The goal of the first study is the combined application of the second-order chemometric methods (N-PLS, U-PLS, U-PLS/RBL, PARAFAC) and spectrofluorimetry technique for direct determination of HPAs in tap water, aiming to contribute for the growth of knowledge about the potential of these methodologies as viable alternatives to the traditional univariate chromatographic determination. The second study aimed at the classification and determination of grape juice quality parameters, as relative density and total soluble solids, were measured with the aid of near infrared spectroscopy and chemometric methods. Several chemometric methods, such as HCA, PLS-DA, SVM-DA, SIMCA, were investigated for the classification of grape juice samples as the same time first-order multivariate calibration methods, such as PLS, iPLS, SVM-LS, were used for prediction of quality parameters. The guiding principle for the development of the studies herein described was the need for analytical methodologies with cost, execution time, ease of operation, and residue output better or lower than present day methods employed for the quantification of PAHs in tap water and the classification and characterization of grape juice sample and its quality parameters

Neste trabalho, os anticorpos policlonais e monoclonais anti-fluoxetina foram produzidos em coelhos e camundongos, respectivamente, por imunização com o conjugado fluoxetina-soroalbumina bovina. Os anticorpos obtidos foram caracterizados em função da especificidade contra o fármaco por ELISA (enzyme linked immunosorbent assay) e posteriormente, purificados por afinidade em coluna fluoxetina-agarose labmade. Os anticorpos purificados foram imobilizados covalentemente na superfície vítrea das barras SBSE (extração sortiva em barra de agitação) labmade. Após a derivatização das barras com 3-aminopropiltrietoxisilano, dois métodos distintos de acoplamento dos anticorpos às barras SBSE foram avaliados: ativação com glutaraldeído e succinilação seguida de ativação via éster N-hidroxisuccinimida (NHS). A funcionalização das barras SBSE foi comprovada através da imobilização de enzima peroxidase (HRP) em lugar do anticorpo e posterior ensaio enzimático com as barras. Várias barras SBSE com diferentes áreas (1,2; 2,4; e 4,0 cm2) foram preparadas, dentre as quais, as com maior área imunosorvente apresentaram maiores taxas de recuperação do fármaco. A avaliação da morfologia da superfície da barra SBSE imunosorvente foi realizada através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). As variáveis do processo SBSE de imunoafinidade foram otimizadas para estabelecer o equilíbrio de sorção antígeno-anticorpo em um menor tempo de análise e obtenção de limite de quantificação compatível com o intervalo terapêutico do fármaco. As capacidades adsortivas das barras imunosorventes foram de 1,2 e 8 microgramas por cm2 para anticorpos policlonais e monoclonais, respectivamente. Os imunosorventes desenvolvidos apresentaram reatividade-cruzada apenas com norfluoxetina (metabólito ativo de fluoxetina). As barras imunosorventes foram reutilizadas aproximadamente 30 vezes, sem perda significativa da eficiência das extrações. Baseados nos parâmetros de validação analítica avaliados, os métodos de SBSE/LC-FD de imunoafinidade desenvolvidos são adequados para a determinação de fluoxetina em amostras de plasma de pacientes em terapia com o fármaco, para fins de monitorização terapêutica. Por conseguinte, esses métodos foram aplicados com êxito para análises de amostras de plasma de pacientes idosos em terapia com Prozac®. Neste trabalho, o método MEPS (microextração em sorvente empacotado)/LC-UV também foi desenvolvido e validado para análise simultânea de sertralina, paroxetina, citalopram, fluoxetina e mirtazapina em amostras de plasma para fins de monitorização terapêutica. As variáveis do processo MEPS foram otimizadas (pH e volume da amostra, força iônica, volume dos ciclos aspirar-dispensar e condições de dessorção) para estabelecer o equilíbrio de sorção em menor tempo de análise e obter sensibilidade analítica adequada para a determinação dos antidepressivos no intervalo terapêutico. O método MEPS/LC-UV desenvolvido permitiu integração da dessorção dos analitos e injeção da amostra no sistema cromatográfico (LC-UV) em uma única etapa, usando a microsseringa de extração MEPS. A fase extratora MEPS, M1 (C8/SCX), foi reutilizada mais de 50 vezes com perda mínima da eficiência da extração, comprovando a robustez do material sorvente. Segundo os parâmetros de validação analítica avaliados, o método MEPS/LC-UV desenvolvido é adequado para a determinação de antidepressivos em amostras de plasma para fins de monitorização terapêutica. / In this work, polyclonal and monoclonal anti-fluoxetine antibodies were developed in rabbits and mice by immunization with fluoxetine-bovine albumin conjugate, respectively. The developed antibodies were characterized on the basis of the specificity against the drug by ELISA (enzyme linked immunosorbent assay) and, subsequently they were purified by labmade fluoxetine-agarose affinity column. The purified antibodies were covalently immobilized onto the glass surface of labmade SBSE (stir bar sorptive extraction) bars. After derivatization of the bars with 3-aminopropyltriethoxysilane, two distinct methods were evaluated for the antibodies coupling to the SBSE bars: activation with glutaraldehyde and succinylation activation via ester N-hydroxysuccinimide (NHS). The functionalization of SBSE bars was confirmed by the immobilization of peroxidase (HRP) instead of the antibody and, subsequent enzymatic assay with the bars. Several SBSE bars with different areas (1.2, 2.4, and 4.0 cm2) were prepared, among of them the largest immunosorbent area showed higher recovery rates of the drug. The evaluation of surface morphology of the SBSE immunosorbent bar was performed using scanning electron microscopy (SEM). The SBSE immunoaffinity variables were optimized to establish sorption equilibrium of antigen-antibody in a short time analysis and to obtain the limit of quantification compatible with the therapeutic range of the drug. The adsorptive capacities of the immunosorbent bars were 1.2 and 8 micrograms per cm2 for polyclonal and monoclonal antibodies, respectively. The developed immunosorbents showed cross-reactivity only with norfluoxetine (active metabolite of fluoxetine). The immunosorbent bars were reused approximately 30 times without significant loss of the extraction efficiency. Based on evaluated analytical validation parameters, the developed immunoaffinity SBSE/LC-FD methods are suitable for the determination of fluoxetine in plasma samples from patients on therapy with the antidepressant for therapeutic drug monitoring. Therefore, these methods were successfully applied for the analysis of plasma samples from elderly patients undergoing therapy with Prozac®. In this work, the method MEPS (microextraction by packed sorbent)/ LC-UV was also developed and validated for the simultaneous analysis of sertraline, paroxetine, citalopram, fluoxetine and mirtazapine in plasma samples for therapeutic drug monitoring. The MEPS process variables were optimized (pH, sample volume, ionic strength, draw-eject cycles volume and desorption conditions) to establish the sorption equilibrium in a short time analysis and to obtain adequate analytical sensitivity for determination of antidepressants within therapeutic range. The developed MEPS/LC-UV method allowed integration of the analytes desorption and sample injection in the chromatographic system (LC-UV) in a single step, using a MEPS extraction microsyringe. The MEPS extraction phase, M1 (C8/SCX) was reused over 50 times with minimum loss of extraction efficiency, proving the robustness of the sorbent material. According to the evaluated analytical validation parameters, the developed MEPS/LC-UV method is suitable for the determination of antidepressants in plasma samples for therapeutic drug monitoring.

Este trabalho propõe o uso de microfrascos de polipropileno adaptados a um forno de microondas focalizadas como um procedimento alternativo para a preparação de amostras. O pré-tratamento de amostras em microfrascos digestores agrega algumas características importantes como aumento da freqüência analítica, pequena massa de amostra e baixo consumo de reagentes. A eficiência do sistema de digestão foi verificada com o desenvolvimento de metodologia para a determinação de cobre, ferro, manganês, selênio e zinco em cabelo por espectrometria de absorção atômica com atomização por chama ou eletrotérmica em forno de grafite. Os elementos selecionados são essenciais para os seres humanos e são indicadores nutricionais e do bom funcionamento enzimático. O sistema de digestão é constituído de um forno de microondas focalizadas e um tubo de vidro com 30 cm de comprimento e 4 cm de largura, ao qual são colocados quatro ou cinco microfrascos de polipropileno com capacidade para respectivamente 4,0 mL e 2,0 mL. Esses microfrascos foram adaptados a um suporte de Teflon® e fixado a uma haste de vidro, facilitando a introdução e retirada do interior do tubo de vidro. O sistema proposto possibilitou uma drástica redução no tempo de preparo de amostra e melhor eficiência de decomposição (menor teor de carbono residual) em comparação com os procedimentos convencionais. O sistema \"quase fechado\" associado a baixas temperaturas atingidas evitou perdas de elementos por volatilidade, além de apresentar uma ótima homogeneidade de aquecimento entre os microfrascos. A exatidão da metodologia foi verificada através de ensaios de recuperação da análise de um material de referência certificado (IAEA-086) e da análise de amostra com adição e recuperação dos analitos apresentando recuperações de 90 a 103%. / In this work the use of polypropylene vials adapted at focused m1crowaves, as alternative method for sample preparation is proposed. The sample pre-treatment in digestion vials include some desirable characteristics like increase of analytical frequency, low sample mass and low reagents consumption. To check the efficiency of the digestion system the development of a methodology for copper, iron, manganese, selenium and zinc determination using graphite furnace or flame atomic absorption spectrometry was performed. The selected elements are essential for human individual, nutritional indicators and required for enzymatic working. The digestion system is constituted of a focused microwave oven, a glass tube with 30 cm length and 4 cm width, where are setting four or five polypropylene vials with capacity for 4.0 mL and 2.0 mL, respectively, through a Teflon® support assisted by glass haste. The proposed system allowed a drastic reduction of sample preparation time and improved the decomposition efficiency (lower carbon residual content) comparing with conventional methods. The \"almost closed\" system associated with the low temperature avoids elements losses and improve heating homogeneity among the vials. The accuracy of the methodology was ascertained through good recoveries for a certificate reference material (IAEA-086) analysis and good recovery of spiked sample analysis, presenting recovery 90 to 103%.

A influência das variáveis associadas ao laser como a fluência, o comprimento de onda, e a duração do pulso, assim como as relacionadas às propriedades das amostras, como a distribuição do tamanho das partículas e as características químicas da matriz, foram avaliadas visando à determinação quantitativa de macro- (P, K, Ca, Mg) e micronutrientes (Cu, Fe, Mn, Zn, B) em pastilhas de materiais vegetais por espectrometria de emissão óptica com plasma induzido por laser (LIBS). Os efeitos da distribuição do tamanho das partículas e da fluência do laser foram investigados a partir da análise de amostras peneiradas (150-20 µm) empregando-se um sistema LIBS, em regime temporal de nanossegundos (ns-LIBS), montado com um laser de Nd:YAG a 1064 nm (pulsos de 5 ns e 360 mJ)e um espectrômetro com óptica Echelle e detector ICCD. Observou-se um aumento na sensibilidade e na precisão das medições com a diminuição do tamanho das partículas usadas no preparo das pastilhas, e uma diminuição dos efeitos de matriz causados por diferenças no tamanho das partículas, quando pastilhas preparadas com partículas < 75 µm foram analisadas com pulsos de 50 J cm-2. Verificou-se uma melhora significativa na exatidão das medições de Mg, Fe, Mn e Zn feitas em um conjunto de pastilhas de folhas de cana-de-açúcar (partículas < 75 µm) empregando-se esta fluência. Em uma segunda etapa, observou-se que variações no comprimento de onda do laser de Nd:YAG (1064, 532, 355 e 266 nm) não influenciaram de maneira significativa a precisão e exatidão das medições em pastilhas de folhas de cana-de-açúcar, obtendo-se correlações lineares entre as intensidades dos sinais de emissão e as correspondentes frações de massa dos analitos. Variações no comprimento de onda do laser de Nd:YAG não afetaram a análise de um conjunto heterogêneo de amostras, composto por pastilhas de folhas de plantas de diferentes espécies, como soja, cana-de-açúcar, milho, citros, café, por exemplo, por ns-LIBS. No entanto, diferentemente do observado para o conjunto de pastilhas de folhas de cana-de-açúcar, observou-se, uma baixa correlação (r cal < 0,90) entre as frações de massa de Ca, Mg, P, Cu, Fe, Mn e Zn determinadas por ns-LIBS e os valores de referência, o que demonstra a baixa robustez de ns-LIBS frente às variações na composição química das matrizes. Posteriormente, analisou-se este conjunto heterogêneo de amostras com sistema LIBS, em regime temporal de femtossegundos (fs-LIBS), montado com laser de Ti:Safira (pulsos de 60 fs e 1,65 mJ) e espectrômetro com óptica Czerny-Turner e ICCD. Demonstrou-se que o uso de pulsos em regime de fs proporcionou calibrações e validação menos dependentes da composição química das matrizes. As frações de massa de Ca, Mg, P, Fe e Mn previstas por fs-LIBS foram estatisticamente concordantes com os valores de referência, independentemente do modelo de calibração usado. Além disso, o uso de calibração multivariada melhorou a capacidade preditiva de ns-LIBS, assemelhando-se à de fs-LIBS. Concluiu-se que o emprego de fs-LIBS foi a estratégia mais robusta e que ofereceu maior flexibilidade à variabilidade matricial / The influence of laser properties, such as fluence, wavelength and pulse duration, as well as sample characteristics, such as particle size distribution and chemical matrix composition, was evaluated aiming at the quantitative determination of macro- (P, K, Ca, Mg) and micronutrients (Cu, Fe, Mn, Zn, B) in pellets of plant materials by laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS). Firstly, the effects of particle size distribution and laser fluence on the analysis of pellets (test samples) prepared with sieved samples (from 150 to 20 µm apertures) were investigated. Experiments were carried out with a nanosecond LIBS (ns-LIBS) system by using a Q-switched Nd:YAG laser at 1064 nm (5 ns; 360 mJ) and a spectrometer with Echelle optics and intensified charge-coupled device (ICCD) detector. Results indicated that smaller particles yielded to sensitivities\' enhancement and attained better measurements\' precision. Moreover, matrix effects were reduced by analyzing pellets prepared from < 75 ?m sieved fractions and pulses of 50 J cm-2. In addition, there was a significant improvement on accuracy of Mg, Fe, Mn and Zn measurements in a set of test samples of sugarcane leaves by using this fluence. In a second experiment, variations in the Nd:YAG laser wavelength (1064, 532, 355 and 266 nm) did not affect the analysis of test samples of sugarcane leaves, and provided linear correlations between emission signal intensities and corresponding analytes mass fractions. In addition, variations within Nd:YAG laser wavelength did not affect the analysis of a heterogeneous sample set composed by pellets of leaves from different crops, such as soy, sugarcane, maize, citrus and coffee by ns-LIBS. However, in contrast to previous findings, the univariate calibration models for ns-LIBS presented lower linearity (r cal < 0.90) for Ca, Mg, P, Cu, Fe, Mn and Zn, no matter the laser wavelength used for the analysis. These circumstances reflect the low robustness of ns-LIBS to variations within matrix chemical composition among test samples. Afterwards, test samples from different crops were analyzed by a femtosecond LIBS (fs-LIBS) by using a Ti:Sapphire laser, including a mode-locked oscillator and an ultrafast amplifier (60 fs; 1.65 mJ per pulse), and a spectrometer with Czerny-Turner optics and ICCD. Findings indicated that the pulse duration was a decisive variable for providing accurate quantification of nutrients in different plant species, which present substantial differences in terms of matrix chemical composition. Close agreement between Ca, Mg, P, Fe and Mn mass fractions predicted by fs-LIBS and those determined by ICP OES was evidenced, whatever the modeling approach used. Contrarily, for ns-LIBS analysis of test samples from different crops, only the use of multivariate partial least squares (PLS) regression appears capable for resolving the non-linear transformations of the emission intensities according to the physical mechanisms governing this temporal regime of ablation. Thus, when using multivariate modeling, the figures-of merit reflecting the predictive capabilities of ns-LIBS resemble to those achieved by fs-LIBS. Either way, fs-LIBS is a more robust approach that better offers larger flexibility to the matrix variability

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alex_Oliveira_Barradas_Filho.pdf: 1833807 bytes, checksum: f4a31a4d5e0c90f7f20cbb33ab6b1176 (MD5) Previous issue date: 2009-12-19 / FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA E AO DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLÓGICO DO MARANHÃO / The commercialization of petroleum derivates, natural gas and biofuel is an activity that needs constant monitoring and tracking. The ANP (National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuel) is responsible for ensuring the products quality generated by the oil industry. However, to act effectively, ANP has established an agreement authorizing LAPQAP / UFMA (Laboratory of Analysis and Research in Analytical Chemistry of Petroleum from UFMA) to be ANP representative in the State of Maranhão. It is proposed in this work to semiautomate part of the Fuels Sample Collection process, aiming to simplify the tasks currently performed by the laboratory analysts and increase the number of stations surveyed, in order to decrease the incidence of irregularities present in fuels comertialized in Maranhão. For this, it was developed a prototype called S-Rota responsible of drawing lines between the starting point, UFMA, and the gasoline, using concepts related to Graph Theory, Traveling Salesman Problem, Ant Colony and WebSIG. / A comercialização de derivados de petróleo, gás natural e biocombustível é uma atividade que necessita, constantemente, de fiscalização e monitoramento. A ANP (Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustível) é responsável em garantir a qualidade dos produtos gerados pela indústria do petróleo. No entanto, para atuar com eficiência, a ANP estabeleceu um convênio que autoriza ao LAPQAP / UFMA (Laboratório de Análise e Pesquisa em Química Analítica do Petróleo da UFMA) representá-la no Estado do Maranhão. Propõe-se, neste trabalho, semiautomatizar parte do processo de Coleta das Amostras de Combustíveis almejando simplificar as tarefas, atualmente, executadas pelos analistas do laboratório e ampliar a quantidade de postos vistoriados visando diminuir o índice de irregularidades presentes nos combustíveis comercializados no Maranhão. Para tanto, se desenvolveu um protótipo denominado S-Rota responsável em elaborar circuitos entre o ponto de partida, a UFMA, e os postos de combustíveis revendedores que aborda conceitos relacionados à Teoria dos Grafos, Problema do Caixeiro Viajante, Colônias de Formigas e WebSIG.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO Raimunda.pdf: 630410 bytes, checksum: 7da934967ca507178e085597457d69dd (MD5) Previous issue date: 2010-11-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Thinking of the metals sodium, potassium, calcium and magnesium can damage the stability of biodiesel, because they tend to react with esters and to produce soap, this work aimed to carry out a procedure for determination of metals in biodiesel of different matrices by flame atomic absorption spectrometry (F-AAS) using the sample preparation procedure in microwave. For the digestion process, we used the procedure suggested by the equipment for digestion of samples of biodiesel, noting the most important variables in this procedure, such as; time of maximum power, volume of reagents and sample. The levels of sodium, potassium, calcium and magnesium in soybean biodiesel, for instance, were 2925.00 ± 527.89; 164.45 ± 28.27; 306.58± 42.98 e 26.95 ± 3.92 mg Kg-1, respectively. The digestion method proposed was adequate for the preparation of biodiesel samples from different matrices and can be applied for determination of these metals by F-AAS. The method validation was obtained by comparing the method proposed in this work and a procedure that uses sample digestion in microwave oven to determine these metals by ICP-OES. The results obtained by the proposed method were in agreement with results obtained by the proposed method, thereby, the new method is an efficient alternative for the determination of metals in biodiesel, in addition to supplying the deficiencies presented by the method of dilution with solvent. / Tendo em vista que os metais sódio, potássio, cálcio e magnésio podem danificar a estabilidade do biodiesel, pois tendem a reagir com ésteres e produzir sabão, o presente trabalho teve como objetivo realizar um procedimento alternativo para determinação de metais em biodiesel de diferentes matrizes por espectrometria de absorção atômica com chama (F-AAS) utilizando o preparo da amostra em forno de microondas. Para o processo de digestão, foi utilizado o procedimento sugerido pelo equipamento para digestão de amostras de biodiesel, observando as variáveis de maior importância neste procedimento, tais como; tempo de potência máxima, volume dos reagentes e da amostra. Os teores de sódio, potássio, cálcio e magnésio no biodiesel de soja, por exemplo, foram 2925,00 ± 527,89; 164,45 ± 28,27; 306,58± 42,98 e 26,95 ± 3,92 mg Kg-1, respectivamente. O método de digestão proposto mostrou-se adequado para o preparo de amostras de biodiesel de diferentes matrizes, podendo ser aplicado para determinação destes metais por F-AAS. A validação do método foi obtida através da comparação entre o método proposto no presente trabalho e um procedimento que utiliza digestão da amostra em forno de microondas para determinar estes metais por ICP-OES. Os resultados obtidos pelo método proposto foram concordantes com os resultados obtidos pelo método proposto, deste modo, o novo método é uma eficiente alternativa para a determinação de metais em biodiesel, além de suprir as deficiências apresentadas pelo método de diluição com solvente.

[pt] É possível criar uma não-linearidade de segunda ordem em amostras de sílica a partir do processo de polarização. Essas amostras vítreas com o X(2) induzido potencialmente podem ser utilizadas na fabricação de componentes como moduladores ópticos e dobradores de freqüência. O processo de polarização eletrotérmica utiliza alta tensão e alta temperatura e forma uma região de depleção de íons (camada de depleção) onde um campo elétrico intenso é gravado de forma permanente dentro da amostra. Neste trabalho, foram utilizadas diferentes técnicas de caracterização para medir a extensão dessa camada e os resultados foram comparados. As técnicas escolhidas foram: Ataque Químico Interferométrico (com ácido fluorídrico), Maker Fringe, Microscopia Óptica e de Força Atômica e Ataque Interferométrico com Medida de Segundo Harmônico em Tempo Real. Além disso, foram feitos alguns estudos paralelos visando à otimização e a reprodutibilidade do processo de polarização. Foram realizadas dessa forma análises sobre o material dos eletrodos utilizados e sobre a influência da condição inicial da superfície da amostra antes da polarização. / [en] It is possible to create a second order non linearity in silica samples with the poling process. The glass samples with an induced X(2) have a potential application on the fabrication of optical devices such as modulators and frequency converters. In the electrothermal poling process, high voltage and high temperature are applied to the samples forming an ion depleted region (depletion layer), where an intense electric field is permanently recorded. In this work, several characterization techniques have been utilized to measure the width of the depletion layer and compared the obtained results. The chosen techniques were: Interferometric Etching, Maker Fringe, Optical and Atomic Force Microscopy and the Interferometric Etching with Real Time Second Harmonic Measurement. In addition to this, we performed other studies aiming the optimization and reproducibility of the poling process. In this way, we analyzed the material used for the electrodes and the influence of the initial condition of the sample surface before poling.

Made available in DSpace on 2011-05-04T12:42:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009 / As crianças, sobretudo aquelas socialmente vulneráveis, são mais susceptíveis aos efeitos tóxicos da exposição ambiental aos agentes químicos. No processo de desenvolvimento, o sistema nervoso imaturo apresenta grande oportunidade de ação de contaminantes ambientais como o mercúrio (Hg), chumbo (Pb) e o manganês (Mn). Os objetivos desta investigação foram quantificar o grau de exposição ao Mn em crianças residentes nas proximidades de uma planta metalúrgica de ligas ferro-manganês e avaliar a associação entre os níveis deste metal no sangue e no cabelo e efeitos na função cognitiva. Para tal fim, foi realizada uma revisão da literatura científica sobre exposição de crianças ao Mn e efeitos neuropsicológicos, a qual originou o primeiro artigo. A avaliação da exposição ao Mn foi realizada na Vila Cotegipe, no município de Simões Filho, Bahia. Na primeira etapa do trabalho foram obtidas das crianças de 1 a 10 anos amostras de cabelo para determinação do Mn, sangue para hemograma e amostras para parasitológico de fezes. Foram também coletadas amostras ambientais como: água bruta e tratada, material particulado na fração respirável (PM2.5) e poeira domiciliar. Para fins de comparação, crianças de uma comunidade distante 7,5 km da metalúrgica, e a favor dos ventos, foram incluídas como grupo controle Na segunda etapa da avaliação, foram incluídas somente as crianças de 6 a 11 anos e 11 meses matriculadas na escola municipal local. Novas amostras de cabelo e sangue foram coletadas para análise de Mn, chumbo (Pb) e ferro sérico, sendo solicitada a mãe ou responsável a doação da amostra de cabelo. Nessa etapa foi realizada a avaliação cognitiva, através dos instrumentos WISC-III (Wechesler Intelligence Scale for Children), matriz progressiva de Raven para medir a cognição materna e inventário HOME adaptado para estimar o ambiente familiar. Os resultados das amostras ambientais mostraram que os teores de Mn na água estavam dentro dos padrões aceitáveis a concentração de Mn no ar (PM2.5) estava em média três vezes superior a concentração referência da EPA (RfC 0,05 μg/m3) e os níveis de Mn na poeira domiciliar estavam aproximadamente 20 vezes mais elevados do que os níveis deste na poeira em residências do grupo controle. Das 165 crianças elegíveis os pais de 147 delas concordaram com a participação no estudo e 109 (66,1%) aceitaram doar amostras biológicas. Os níveis de Mn no sangue estavam na maioria (97%) dentro dos valores normais (4-x14 μg/L); porém, tanto em 2007 como em 2008, os níveis de Mn no cabelo tiveram mediana de 9,70 μg/g (1,10-95,50) μg/g e 6,51 μg/g (0,10-76,78 μg/g), respectivamente, superando em muitas vezes a mediana encontrada na população controle 1,09 μg/g (0,30-5,58 μg/g). Os níveis de Mn no cabelo materno encontravam-se igualmente elevados 4,04 μg/g (0,10-77,75 μg/g). Foi observada uma associação significativa entre os níveis de Mn no cabelo da criança e decréscimo no QI na Escala Total, subescala Verbal e fatorial Compreensão, após ajuste pela escolaridade materna e índice nutricional. Foi possível demonstrar pela primeira vez que o Mn também interfere na cognição de adultos, pois as mães ou responsáveis apresentavam um significativo decréscimo de acordo com a concentração de Mn no cabelo, ajustado pela idade, renda familiar e grau de escolaridade. Nossos resultados comprovam que as crianças desta comunidade estão sujeitas a uma exposição excessiva ao Mn oriundas das emissões da metalúrgica, com possíveis conseqüências negativas no desenvolvimento intelectual. Devido aos efeitos observados nas mães, se pode pensar que essas crianças sejam duplamente afetadas pela exposição ao Mn, tanto de forma direta, resultante do efeito do Mn nos seus sistemas nervoso e outra indireta, devido ao seu efeito no intelecto materno, conduzindo a uma menor estimulação neuropiscológica da criança. / Children, especially those socially vulnerable, are more susceptible to toxic effects resulting from environmental exposure to chemical agents. The developing nervous system has great opportunities to the action of environmental contaminants like mercury (Hg), lead (Pb) and manganese (Mn). The objectives of this research were to evaluate the Mn exposure levels in children living in the vicinity of a ferro-manganese alloy plant and investigate the association between Mn levels in blood and hair with the effects on the cognitive function. Initially, we carried out an intensive literature review on the association between children's exposure to Mn and neuropsychological effects, which led to the first article. The field work started with the populational pool and registration of all families within the limits of the Cotegipe Village, Simões Filho town, Bahia, Brazil. After obtaining the informed consent, we collected socio-demographic data among the volunteers. To assess Mn exposure level, we performed the first sampling campaign with children aged 1 to 10 years: hair samples for Mn determination, blood sample for haemogram and stool for intestinal parasites analyses. At this phase we collected environmental samples: water pre a post treatment, particulate matter from respirable fraction (PM2.5) and house dust. In the second exposure assessment campaign we included only children aged 6 to 11 years and 11 months, enrolled in the local public school, who provided hair and blood samples for Mn, lead and serum iron determination. Mothers or caregivers were asked to provide hair sample. This happened concomitantly with the cognitive evaluation, which was assessed using WISC-III (Wechesler Intelligence Scale for Children), Raven's Progressive Matrices for measuring maternal cognition and the adapted HOME to estimate the family environment stimulation. The results of the environmental assessment showed that water Mn levels were within the acceptable standards, Mn concentrations in the air (PM2.5) were on average three times higher than the USEPA reference concentration (RfC 0.05 μg/m3) and Mn levels in house dust were approximately 20 times higher than levels of the house dust in residences distant 7.5 km (control). Of the 165 children enrolled, the parents of 147 agreed to participate in the study and 109 children (66.1%) consented to donate biological samples. Blood Mn levels were in the majority (97%) within the normal range (4-14 μg/L), however in the two campaigns conducted in 2007 and 2008, hair Mn level medians were 9.70 μg/g (1.10-95.50 μg/g) and 6.51 μg/g (0.1-76.78 μg/g), respectively. These levels were much higher than the median level observed in the control group 1.09 μg/g (0.30-5.58 μg/g). Maternal Mn hair levels were also elevated 4.04 μg/g (0.1-77.75 μg/g). We observed a significant association between Mn hair levels and a decreament in Full-Scale, Verbal and factorial Comprehension IQ scores, after adjusting for maternal education and nutritional index. It was possible to demonstrate for the first time that Mn interferes with maternal cognition as well. Cognitive function of mothers and caregivers presented a significant decrease with increasing Mn concentrations in hair, adjusted for age, family income and years of schooling. Our results show that children of this community are subjected to excessive Mn exposure from emissions arising from the industrial plant, with a consequent measurable negative effect on the intellectual development. Based on these findings we could hypothesize that these children are doubly affected, directly due to the Mn effect on their own brains and indirectly as a result of the effect on their mothers‘ cognition, which would tend to provide a poorer neuropsychological stimulation of their children.

A esquizofrenia é um transtorno neuropsiquiátrico crônico que afeta aproximadamente 1% da população mundial. As teorias neurobiológicas descrevem que a esquizofrenia é essencialmente causada por alterações bioquímicas e estruturais do cérebro, devido às disfunções nos sistemas glutamatérgico, dopaminérgico e serotoninérgico. Desta forma, a determinação das concentrações de aminoácidos e neurotransmissores em amostras de plasma de pacientes esquizofrênicos pode auxiliar na avaliação da eficácia da terapia. Além dos antipsicóticos, medicação de primeira linha no tratamento inicial da esquizofrenia, a maioria dos pacientes também faz uso concomitante de outras classes de fármacos, tais como antidepressivos, anticonvulsivantes e ansiolíticos para minimizar os sintomas associados a esta doença. Nesta tese, um método empregando a precipitação de proteínas (PPT) e a cromatografia líquida por interação hidrofílica acoplada à espectrometria de massas em tandem (HILIC-MS/MS) foi adequadamente desenvolvido e validado para a determinação de aminoácidos (aspartato, serina, glicina, alanina, metionina, leucina, tirosina e triptofano) e neurotransmissores (glutamato e ácido -aminobutírico) em amostras de plasma de 35 pacientes esquizofrênicos em tratamento com clozapina (27 pacientes) e olanzapina (8 pacientes) para avaliar a eficácia do tratamento, tendo como controle 38 voluntários sadios. O método HILIC-MS/MS apresentou linearidade do LIQ (9,7 pmol mL-1 - 13,3 nmol mL-1) ao LSQ (19,4 nmol mL-1 - 800 nmol mL-1), tempo de análise de 3,0 min, exatidão com EPR de -18 a 19% e precisão com CV de 0,1 a 16% (LIQ). A análise de variância (ANOVA), seguida por teste post-hoc de Duncan, revelou que os níveis médios plasmáticos (nmol mL-1) de metionina (F2,70 = 3,14, p = 0,049) de pacientes esquizofrênicos em tratamento com olanzapina foram significativamente mais elevados, quando comparados aos valores obtidos com o grupo controle (voluntários saudáveis), já o nível de glutamato em pacientes esquizofrênicos em tratamento com clozapina apresentaram tendência a valores mais altos (F2.70 = 2,50, p = 0,090). Já os métodos, PPT/LC-MS/MS e LC-MS/MS no modo column switching utilizando uma coluna monolítica de sílica híbrida com grupos cianopropil na primeira dimensão, foram desenvolvidos e validados para a determinação dos antipsicóticos (olanzapina, quetiapina, clozapina, haloperidol e clorpromazina), antidepressivos (mirtazapina, paroxetina, citalopram, sertralina, imipramina, clomipramina e fluoxetina), anticonvulsivantes (carbamazepina e lamotrigina), e ansiolíticos (diazepam e clonazepam) em amostras de plasma de pacientes esquizofrênicos para fins de monitorização terapêutica. O método PPT/LC-MS/MS apresentou linearidade do LIQ (0,2 ng mL-1 - 5,0 ng mL-1) ao LSQ (40,5 ng mL-1 - 10,5 g mL-1), exatidão com EPR de -9,7 a 8,0%, e precisão com CV de 0,1 a 12%. Já o método LC-MS/MS no modo column switching apresentou linearidade do LIQ (63,0 pg mL-1 - 1250,0 pg mL-1) ao LSQ (40,5 ng mL-1 - 10,5 g mL-1), exatidão com EPR de -14 a 12% e precisão com CV de 0,6 a 6,5%. A pré-concentração seletiva dos fármacos na coluna monolítica com grupos cianopropil incorporados e a remoção dos componentes endógenos da amostra biológica, antes da separação cromatográfica, favoreceram a seletividade e detectabilidade do método LC-MS/MS no modo column switching. Este método quando comparado ao de referência PPT/LC-MS/MS, através da análise de 10 amostras de pacientes esquizofrênicos, não apresentou diferença significativa (teste t) entre as concentrações plasmáticas, podendo ser aplicado na monitorização terapêutica. Além deste fato, este método automatizado favoreceu a precisão, a exatidão e a freqüência analítica. / Schizophrenia is a chronic neuropsychiatric disorder that affects approximately 1% of the world population. According to neurobiological theories, schizophrenia stems from biochemical and structural alterations in the brain due to dysfunction in the glutamatergic, dopaminergic, and serotonergic systems. Determining the concentrations of amino acids and neurotransmitters in plasma samples from schizophrenic patients may assist evaluation of therapy effectiveness. In addition to antipsychotics (the first-line drug in the initial treatment of schizophrenia), most patients concomitantly use other classes of drugs such as antidepressants, anticonvulsants, and anxiolytics to minimize the symptoms associated with this disease. To evaluate treatment efficacy, in this thesis a method based on protein precipitation (PPT) and hydrophilic interaction liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (HILIC-MS/MS) has been properly developed and validated to determine amino acids (aspartate, serine, glycine, alanine, methionine, leucine, tyrosine, and tryptophan) and neurotransmitters (glutamate and -aminobutyric acid) in plasma samples obtained from 35 schizophrenia patients treated with clozapine (27 patients) or olanzapine (8 patients); 38 healthy volunteers served as controls. The HILIC-MS/MS method was linear for concentrations ranging from the LLOQ (9.7 pmol mL-1 - 13.3 nmol mL-1) to the ULOQ (19.4 nmol mL-1 - 800 nmol mL-1). The analysis time was 3.0 min. In the case of accuracy, RSE ranged from -18 to 19%. As for precision, CV lay between 0.1 and 16% (LLOQ). Analysis of variance (ANOVA) followed by post-hoc Duncan showed that the average methionine serum levels (nmol mL-1) (F2.70 = 3.14, p = 0.049) in schizophrenic patients treated with olanzapine were significantly higher as compared with the control group (healthy volunteers). The glutamate level in schizophrenic patients treated with clozapine tended to higher values (F2.70 = 2.50, p = 0.090). Concerning the analytical methods, PPT/LC-MS/MS and LC-MS/MS operating in the column-switching mode were developed and validated to determine antipsychotic (olanzapine, quetiapine, clozapine, haloperidol, and chlorpromazine), antidepressants (mirtazapine, paroxetine, citalopram, sertraline, imipramine, clomipramine, and fluoxetine), anticonvulsants (carbamazepine and lamotrigine), and anxiolytics (diazepam and clonazepam) in plasma samples taken from schizophrenic patients for therapeutic drug monitoring. A monolithic hybrid column containing silica with cyanopropyl groups in the first dimension was employed. The PPT/LC-MS/MS method was linear from the LLOQ (0.2 ng mL-1 - 5.0 ng mL-1) to the ULOQ (40.5 ng mL-1 - 10.5 g mL-1). In the case of accuracy, RSE ranged from -9.7 to 8.0%; as for precision, CV lay between 0.1 and 12%. LC-MS/MS in the column-switching mode was linear from the LLOQ (63.0 pg mL-1 - 1250.0 pg mL-1) to the ULOQ (40.5 ng mL-1 - 10.5 g mL-1). RSE ranged from -14 to 12%; CV lay between 0.6 and 6.5%. The drugs were selectively pre-concentrated in the monolithic column containing silica incorporated with cyanopropyl groups. For the LC-MS/MS method operating in the column-switching mode, the endogenous components of the biological sample of the LC-MS/MS method were removed before analysis. Analysis of 10 plasma samples obtained from schizophrenic patients did not reveal any significant differences (t test) between the LC-MS/MS method and the reference PPT/LC-MS/MS method. Therefore, LC-MS/MS can be applied in therapeutic monitoring, with the advantage that this method offers improved precision, accuracy, and analytical frequency.

Apresenta-se a comparação de duas metodologias para pré-concentração e determinação de Cd em amostras de águas estuarinas e água de mar. As metodologias comparadas foram a extração líquido-líquido no ponto nuvem e a extração por retenção dos analitos em fase sólida. Em ambos os métodos houve necessidade de formação de complexos de Cd previamente à extração. Dois agentes complexantes foram testados o O-O dietilditiofosfato (DDTP), e 1-(2- tiazolilazo)-2-naftol (TAN). A extração no ponto nuvem foi realizada utilizando o surfactante não iônico octil fenoxipolietoxietanol (Triton X-114) que à temperatura de \'40 graus\'C forma uma fase micelar viscosa de volume reduzido. Após separação das micelas, estas foram dissolvidas em solução de ácido nítrico facilitando a análise por ICP OES. A pré-concentração em fase sólida por retenção dos íons complexados foi realizada colocando-se uma coluna de Amberlite XAD 4 em sistema em fluxo. Foram ajustadas as vazões de carregamento da coluna e eluição de forma a aumentar os fatores de pré-concentração. Os volumes das soluções finais foram de 2 mL de forma a obter resultados em triplicata na análise por ICP OES. A quantificação foi efetuada pelo método das adições de padrão. Os dois procedimentos foram comparados considerando as eficiências relativas de pré-concentração, a facilidade para efetuar os procedimentos e a percentagem de recuperação das medidas / Two methodologies for determination of Cd in estuarine and seawater samples were studied. The methodologies for pre-concentration of analytes by surfactant-mediated cloud point extraction and solid phase retention in a resin column were compared. In both cases the prior formation of Cd ions complexes with O,O-diethyldithiophosphate (DDTP) and 1-(2-thiazolylazo)-2-naphtol (TAN) was carried out. The Cloud point extraction was attained with the non ionic surfactant ctylphenoxypolyethoxyethanol (Triton X-114) at \'40 graus\'C . The reduced volume of surfactant micelles was easily separated and dissolved using the solution containing nitric acid which facilitate the analysis by ICP OES. The solid phase pre-concentration was performed by retention of the complexed ions in the Amberlite XAD 4 resin column in a flow scheme. The flow-rates for sample loading and elution were adjusted to increase the preconcentration factor. The final volumes collected of 2 mL were further analyzed in triplicate by ICP OES. Quantification was performed by the standard addition method. Both pre-concentration procedures were compared considering the relative efficiencies, the complexity of procedures and recovery percent of results