Na tentativa de reduzir o número de ocorrência de acidentes de trânsito, o Brasil adotou leis para restringir o consumo de álcool por motoristas e para garantir que as mesmas sejam cumpridas, o contingente policial conta com teste de etilômetro. Ao realizar o teste, se o resultado for positivo para o uso de etanol, o motorista pode ser encaminhado para uma unidade de saúde para que a coleta de sangue seja realizada, para confirmar a presença de etanol ou de outras drogas caso necessário. Porém, pode haver um longo tempo entre a abordagem do motorista e a realização da coleta de sangue, fazendo com que a concentração de etanol no organismo do motorista se altere, além disso, a coleta de sangue é um método invasivo e é necessária a presença de um profissional especializado para que seja realizada. O presente estudo propõe a utilização da saliva como matriz biológica alternativa para dosagem de etanol em motoristas, uma vez que essa matriz permite a dosagem de etanol e de outras drogas, além de permitir que a análise seja repetida, diferentemente do teste do etilômetro, desde que a cadeia de custódia for preservada. Além disso, a coleta dessa amostra não é invasiva, podendo ser realizada no local da abordagem e sob supervisão (coleta vigiada), sem necessitar de profissional especializado. Para verificar se a variação de etanol ao longo do tempo na saliva é semelhante à do ar exalado e da urina, matrizes já utilizadas na dosagem de etanol em motoristas, foi realizado um experimento de ingestão controlada de bebidas alcoólicas por voluntários sadios de maneira controlada, coletando-se amostras de saliva, urina e ar exalado nos tempos de 10, 30, 60 e 90 min após a ingestão. Na segunda etapa do estudo, foi verificado um possível interferente no teste de Etilômetro e na análise de saliva, uma vez que o limite de etanol permitido por lei atual é muito baixo, fazendo-nos questionar se o uso de produtos comuns ao dia a dia e que contém álcool em sua composição, como o enxaguatório bucal, seria capaz de gerar um resultado falso positivo para a ingestão de bebidas alcoólicas. No experimento de interferência, foram testados os seguintes enxaguatórios bucais: Anapyon®, Listerine Cool Mint®, Listerine Cuidado Total®, Cepacol®, Oral B®, Oral B complete®, e ar exalado e saliva foram coletados nos tempos de 5, 10, 15 e 20 minutos. O etanol em amostras de saliva e urina foi determinado por cromatografia em fase gasosa acoplada a detector de ionização por chama (GC-FID) e as amostras de ar exalado foram analisadas no Etilômetro Alcotest 7410 da Dräger. / In an attempt to reduce the number of traffic accidents, Brazil has adopted laws to restrict ethanol consumption among drivers, and to guarantee the effectiveness of this law, police officers make use of breathalyzers. When the breathalyzer test is performed, the results can indicate alcohol intake, in this case the driver can be routed to a health unit to collect blood, and then ethanol dosage can be made as well as other drugs if necessary. Therefore, a long time can occur between drivers approach and the blood collection, and the concentration of ethanol in blood can be altered. In addition this sample collection is invasive and needs an specialized personnel to be done. The present study proposes the use of saliva as an alternative biological matrix to ethanol dosage in drivers, once this matrix permits not only the dosage of alcohol but as well as other drugs, and this analysis can be repeated, if the chain of custody has been preserved. Besides, saliva has a non invasive way of collection and can be done under supervision and does require specialized personnel. To verify if the range of ethanol concentration in saliva is the same found in urine and breath, matrixes already used to monitor drivers in traffic, an experiment of alcohol intake in a controlled manner was performed, and urine, saliva and breath were collected in 10, 30, 60 and 90 minutes after alcohol intake. In a second stage of this study, a possible interfering in the breathalyzer test and in saliva analysis was investigated, since the limit if ethanol permitted for drivers in now very low, making us wonder whether the use of products like mouthwashes, that contain ethanol in its composition is capable of generate an false positive result for alcohol intake. It was tested the following mouthwashes: Anapyon, Listerine Cool Mint, Listerine Cuidado Total, Cepacol, Oral B , Oral B complete. Breath and saliva were collected in 5, 10, 15 and 20 minutes after the mouthwashes use. The ethanol in saliva and urine was determined using Gas Chromatography with Flame Ionization Detector (GC-FID), and the ethanol in breath was analyzed using Alcotest 7410 breathalyzer by Dräger.

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.

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.

Na tentativa de reduzir o número de ocorrência de acidentes de trânsito, o Brasil adotou leis para restringir o consumo de álcool por motoristas e para garantir que as mesmas sejam cumpridas, o contingente policial conta com teste de etilômetro. Ao realizar o teste, se o resultado for positivo para o uso de etanol, o motorista pode ser encaminhado para uma unidade de saúde para que a coleta de sangue seja realizada, para confirmar a presença de etanol ou de outras drogas caso necessário. Porém, pode haver um longo tempo entre a abordagem do motorista e a realização da coleta de sangue, fazendo com que a concentração de etanol no organismo do motorista se altere, além disso, a coleta de sangue é um método invasivo e é necessária a presença de um profissional especializado para que seja realizada. O presente estudo propõe a utilização da saliva como matriz biológica alternativa para dosagem de etanol em motoristas, uma vez que essa matriz permite a dosagem de etanol e de outras drogas, além de permitir que a análise seja repetida, diferentemente do teste do etilômetro, desde que a cadeia de custódia for preservada. Além disso, a coleta dessa amostra não é invasiva, podendo ser realizada no local da abordagem e sob supervisão (coleta vigiada), sem necessitar de profissional especializado. Para verificar se a variação de etanol ao longo do tempo na saliva é semelhante à do ar exalado e da urina, matrizes já utilizadas na dosagem de etanol em motoristas, foi realizado um experimento de ingestão controlada de bebidas alcoólicas por voluntários sadios de maneira controlada, coletando-se amostras de saliva, urina e ar exalado nos tempos de 10, 30, 60 e 90 min após a ingestão. Na segunda etapa do estudo, foi verificado um possível interferente no teste de Etilômetro e na análise de saliva, uma vez que o limite de etanol permitido por lei atual é muito baixo, fazendo-nos questionar se o uso de produtos comuns ao dia a dia e que contém álcool em sua composição, como o enxaguatório bucal, seria capaz de gerar um resultado falso positivo para a ingestão de bebidas alcoólicas. No experimento de interferência, foram testados os seguintes enxaguatórios bucais: Anapyon®, Listerine Cool Mint®, Listerine Cuidado Total®, Cepacol®, Oral B®, Oral B complete®, e ar exalado e saliva foram coletados nos tempos de 5, 10, 15 e 20 minutos. O etanol em amostras de saliva e urina foi determinado por cromatografia em fase gasosa acoplada a detector de ionização por chama (GC-FID) e as amostras de ar exalado foram analisadas no Etilômetro Alcotest 7410 da Dräger. / In an attempt to reduce the number of traffic accidents, Brazil has adopted laws to restrict ethanol consumption among drivers, and to guarantee the effectiveness of this law, police officers make use of breathalyzers. When the breathalyzer test is performed, the results can indicate alcohol intake, in this case the driver can be routed to a health unit to collect blood, and then ethanol dosage can be made as well as other drugs if necessary. Therefore, a long time can occur between drivers approach and the blood collection, and the concentration of ethanol in blood can be altered. In addition this sample collection is invasive and needs an specialized personnel to be done. The present study proposes the use of saliva as an alternative biological matrix to ethanol dosage in drivers, once this matrix permits not only the dosage of alcohol but as well as other drugs, and this analysis can be repeated, if the chain of custody has been preserved. Besides, saliva has a non invasive way of collection and can be done under supervision and does require specialized personnel. To verify if the range of ethanol concentration in saliva is the same found in urine and breath, matrixes already used to monitor drivers in traffic, an experiment of alcohol intake in a controlled manner was performed, and urine, saliva and breath were collected in 10, 30, 60 and 90 minutes after alcohol intake. In a second stage of this study, a possible interfering in the breathalyzer test and in saliva analysis was investigated, since the limit if ethanol permitted for drivers in now very low, making us wonder whether the use of products like mouthwashes, that contain ethanol in its composition is capable of generate an false positive result for alcohol intake. It was tested the following mouthwashes: Anapyon, Listerine Cool Mint, Listerine Cuidado Total, Cepacol, Oral B , Oral B complete. Breath and saliva were collected in 5, 10, 15 and 20 minutes after the mouthwashes use. The ethanol in saliva and urine was determined using Gas Chromatography with Flame Ionization Detector (GC-FID), and the ethanol in breath was analyzed using Alcotest 7410 breathalyzer by Dräger.

A dissertação se situa no campo de pesquisa de métodos não invasivos de análise clínica, mais especificamente, de prognóstico da gravidade de insuficiência cardíaca, IC, com base em bioindicador presente no ar exalado por pacientes, em estudo no IncorHCFMUSP. O bioindicador mais relevante encontrado por GC-MS foi a acetona (propanona). Para a coleta do ar exalado desenvolveu-se dispositivo que compreende frasco borbulhador (impinger) com difusor, contendo 5 mL de água, imerso em banho de gelo e acoplado a saco plástico para definição de volume amostrado (7,6 L). A preservação de amostras deu-se por congelamento a -80ºC. Para a determinação do analito, escolheu-se método espectrofotométrico (474 nm) baseado na reação da acetona com salicilaldeído em meio básico, apresentando limite de detecção de 0,3 mg/L em fase líquida e 0,3 µg/L em ar exalado. Foram realizados estudos de eficiência de coleta por geração de atmosfera controlada. Resultados iniciais obtidos com amostras coletadas de pacientes portadores de IC pelos colaboradores do Incor indicam a potencialidade do bioindicador e dos equipamentos e métodos desenvolvidos para acetona nesta dissertação. / The dissertation fits in the research field of noninvasive clinical analysis, more specifically, the prognosis of the severity of heart failure, HF, based on a biomarker found in the air exhaled by patients, in a study at InCor-HCFMUSP. The most relevant biomarker found by GC-MS was acetone (propanone). For the breath collection a device was developed which comprises a scrubber flask (impinger) with diffuser, containing 5 mL of water, immersed in an ice bath and attached to a plastic bag for delimitation of the sample volume (7,6 L). For the determination of acetone a spectrometric method (474 nm) was chosen based on a reaction of acetone with salicylaldehyde in alkaline medium, with detection limits of 0,3 mg/L in liquid phase and 0,3 µg/L in breath. Preliminary studies made with samples collected from HF patients by the co-workers from InCor indicate the potential of the identified biomarker and the suitability of the equipment and methods developed in this dissertation for its analysis.

A dissertação se situa no campo de pesquisa de métodos não invasivos de análise clínica, mais especificamente, de prognóstico da gravidade de insuficiência cardíaca, IC, com base em bioindicador presente no ar exalado por pacientes, em estudo no IncorHCFMUSP. O bioindicador mais relevante encontrado por GC-MS foi a acetona (propanona). Para a coleta do ar exalado desenvolveu-se dispositivo que compreende frasco borbulhador (impinger) com difusor, contendo 5 mL de água, imerso em banho de gelo e acoplado a saco plástico para definição de volume amostrado (7,6 L). A preservação de amostras deu-se por congelamento a -80ºC. Para a determinação do analito, escolheu-se método espectrofotométrico (474 nm) baseado na reação da acetona com salicilaldeído em meio básico, apresentando limite de detecção de 0,3 mg/L em fase líquida e 0,3 µg/L em ar exalado. Foram realizados estudos de eficiência de coleta por geração de atmosfera controlada. Resultados iniciais obtidos com amostras coletadas de pacientes portadores de IC pelos colaboradores do Incor indicam a potencialidade do bioindicador e dos equipamentos e métodos desenvolvidos para acetona nesta dissertação. / The dissertation fits in the research field of noninvasive clinical analysis, more specifically, the prognosis of the severity of heart failure, HF, based on a biomarker found in the air exhaled by patients, in a study at InCor-HCFMUSP. The most relevant biomarker found by GC-MS was acetone (propanone). For the breath collection a device was developed which comprises a scrubber flask (impinger) with diffuser, containing 5 mL of water, immersed in an ice bath and attached to a plastic bag for delimitation of the sample volume (7,6 L). For the determination of acetone a spectrometric method (474 nm) was chosen based on a reaction of acetone with salicylaldehyde in alkaline medium, with detection limits of 0,3 mg/L in liquid phase and 0,3 µg/L in breath. Preliminary studies made with samples collected from HF patients by the co-workers from InCor indicate the potential of the identified biomarker and the suitability of the equipment and methods developed in this dissertation for its analysis.

A potencialidade do eletrodo de cobre em meio alcalino foi demonstrada para o determinação de etanol a +0,6 V vs Ag/AgCl. A participação de espécies solúveis de Cu(III) no processo eletrocatalítico envolvendo a oxidação do etanol foi demonstrada por experimentos utilizando eletrodo disco-anel. A influência do potencial de pré-tratamento no sinal anódico foi investigada e correlacionada com a morfologia dos filmes formados na superfície do eletrodo por EDS (Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy), indicando que as espécies de Cu(III) são originadas a partir da oxidação da camada de CuO. As medidas de etanol foram realizadas por amperometria em 0,6 V (vs Ag/AgCl). A repetibilidade das medidas utilizando padrão aquoso de etanol 0,05 % (v/v) foi de 3 % (v/v) e os limites de detecção e quantificação foram de 0,005 % (v/v) e 0,01 % (v/v), respectivamente. Nas condições experimentais otimizadas, o sensor amperométrico foi utilizado para o monitoramento da concentração de etanol no ar exalado (BrAC), que foi convenientemente coletado em um balão de borracha (V = 3 L) e introduzido em uma solução de NaOH 1 mol L-1 (V = 10 mL). O sensor apresentou uma faixa linear para concentrações de etanol em ar exalado na faixa de 0,26 – 130 mg L-1, operando de acordo com os parâmetros analíticos especificados na Legislação Brasileira para a quantificação de etanol no ar exalado em condutores de veículos automotores. A constante de eliminação de etanol do corpo humano também foi investigada e os resultados concordaram com os valores da literatura. Empregando-se eletrodos de Cu e Au foram também desenvolvidas outras metodologias para a quantificação de dipirona, glicose e ácido ascórbico e sistemas em fluxo. Estudos sobre o desenvolvimento e propriedades de um sistema gerador-coletor foram realizados e o dispositivo foi utilizado em titulações de substâncias redutoras com iodo gerado eletroquimicamente. / A copper disc working electrode in alkaline solutions was demonstrated to act as a suitable amperometric sensor for ethanol determination at +0.6 V vs Ag/AgCl. The participation of free-soluble Cu(III) species in the electrocatalytic process involving the anodic oxidation of ethanol has been demonstrated by rotating ring-disc electrode voltammetry. The influence of the pretreatment potential on the anodic signal was investigated and a correlation with the morphology of the electrode surface characterized by Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) indicated that the Cu(III) species is originated from the oxidation of a CuO layer. Ethanol measurements were performed in the amperometric mode at 0.6 V (vs Ag/AgCl). The repeatability of the measurements for a 0.05 % aqueous ethanol solution was estimated as 3 %, and the detection and quantification limits were determined as 0.005 % and 0.01 %, respectively. At the optimum experimental conditions, the amperometric sensor was used to monitor the concentration of ethanol in breath (BrAC), which was conveniently collected in a rubber air balloon (volume = 3 L) and introduced in a 1 mol L-1 NaOH working solution (volume = 10 mL). The sensor can measure a person\'s breath ethanol over the concentration range 0.26 - 130 mg L-1 by operating it according to an established protocol, of which the analytical parameters are specified by the Brazilian Legislation for BrAC measurements in drivers. The rate of ethanol degradation in the body was followed, and the results agree with predictions in the literature. Methodologies for the determination of dipyrone, glucose and ascorbic acid were also developed by using Cu and Au electrodes. Features of a dual-band electrochemical cell were investigated towards the development of a generator-collector system, which was employed in titrations with electrogenerated iodine.

Lúpus eritematoso sistêmico juvenil é uma doença inflamatória autoimune multifatorial com elevação de citocinas inflamatórias e com gravidade variável. Estudos observaram associação entre exposição a poluição do ar e aumento do número de internações hospitalares devido à exacerbação das doenças reumáticas pediátricas e aumento no risco de crianças portadoras de lúpus eritematoso sistêmico juvenil apresentarem atividade de doença moderada /grave após exposição a material particulado e dióxido de nitrogênio. Exposição à poluição do ar pode acarretar agravo agudo em doenças reumatológicas pediátricas, incluindo lúpus eritematoso sistêmico juvenil. Objetivos: Avaliar o efeito da exposição real a poluentes atmosféricos sobre biomarcadores inflamatórios em condensado do ar exalado e sobre a fração de monóxido de nitrogênio em ar exalado em pacientes com lúpus eritematoso sistêmico juvenil. Avaliar ainda, a correlação entre os biomarcadores inflamatórios no ar exalado e atividade da doença. Métodos: Estudo longitudinal de painel de medidas repetidas realizado em 108 visitas consecutivas de pacientes com diagnóstico de lúpus eritematoso sistêmico juvenil sem doenças respiratórias. Por 4 semanas consecutivas, medidas diárias individuais de dióxido de nitrogênio, material particulado fino, temperatura ambiental e humidade relativa do ar foram obtidos. Este ciclo foi repetido a cada 2,5 meses ao longo de um ano, além disso, citocinas do condensado do ar exalado (interleucinas 6, 8, 17 e fator de necrose tumoral-alfa), fração exalada de monóxido de nitrogênio e parâmetros de atividade de doença foram coletados semanalmente. Modelos específicos de equação estimada generalizada foram usadas para avaliar o impacto destes poluentes no risco de Systemic Lupus Erythematosus Disease Activity Index 2000 >= 8, citocinas no condensado do ar exalado e fração exalada de monóxido de nitrogênio, considerando o efeito fixo para medidas repetidas. Os modelos foram ajustados para provas de fase aguda, índice de massa corpórea, infecções, medicações e variáveis meteorológicas. Resultados: Efeito positivo nas medidas de desfechos foi observado para um aumento do intervalo interquartil do material particulado fino (18.12 ?g/m3). Um aumento do intervalo interquartil na média móvel de 7 dias no material particulado fino (lag0 to lag6) foi associado a um aumento de 0.1pg/ml (95%IC:0.01;0.19) e 0.9pg/ml (95%IC:0.05;0,12) nos níveis de interleucina 17 e fator de necrose tumoral-? do condensado do ar exalado, respectivamente. Também foi observado um aumento no risco de Systemic Lupus Erythematosus Disease Activity Index 2000 >= 8 de 1.47(95%CI:1.10;1.84) associado ao aumento da média móvel de material particulado fino. Em adição, um efeito a curto prazo na fração exalada de monóxido de nitrogênio foi evidenciado, medida móvel de 3 dias do material particulado fino foi associada com um aumento de 0.75ppb (95%IC:0.38;1.29) na fração exalada de monóxido de nitrogênio. Conclusão: Exposição a partículas finas inaláveis pode aumentar a inflamação das vias aéreas e posterior inflamação sistêmica nos pacientes com lúpus eritematoso sistêmico juvenil / Systemic lupus erythematosus is an inflammatory multisystem, autoimmune disease with elevated inflammatory interleukins levels. Exposure to air pollution may trigger pulmonary inflammation/systemic inflammation. Objective: The objective of this study was to investigate the association between daily individual exposure to air pollutants and airway inflammation and disease activity in childhood-onset systemic lupus erythematosus patients. A longitudinal panel study was carried out in 108 consecutive appointments with childhood-onset systemic lupus erythematosus patients without respiratory diseases. Methods: Over four consecutive weeks, daily individual measures of nitrogen dioxide, fine particulate matter, ambient temperature, and humidity were obtained. This cycle was repeated every 2.5 months along 1 year, and cytokines of exhaled breath condensate (interleukins 6, 8, 17 and tumoral necrose factor-alpha), fractional exhaled nitrogen monoxide, and disease activity parameters were collected weekly. Specific generalized estimation equation models were used to assess the impact of these pollutants on the risk of Systemic Lupus Erythematous Disease Activity Index 2000 >= 8, exhaled breath condensate cytokines, and fractional exhaled nitrogen monoxide, considering the fixed effects for repetitive measurements. The models were adjusted for inflammatory indicators, body mass index, infections, medication, and weather variables. Results: An interquartile range increase in fine particulate matter 4-day moving average (18.12ug/m3) was associated with an increase of 0.05 pg/ml (95% CI 0.01; 0.09, p = 0.03) and 0.04 pg/ml (95% CI 0.02; 0.06, p = 0.01) in interleukin 17 and tumoral necrosis factor-alpha exhaled breath condensate levels, respectively. Additionally, a short-term effect on fractional exhaled nitrogen monoxide was observed: the fine particulate matter 3-day moving average was associated with a 0.75 ppb increase (95% CI 0.38; 1.29, p = 0.03) in fractional exhaled nitrogen monoxide. Also, an increase of 1.47 (95% CI 1.10; 1.84) in the risk of Systemic Lupus Erythematous Disease Activity Index 2000 >= 8 was associated with fine particulate matter 7-day moving average. Conclusion: Exposure to inhalable fine particles increases airway inflammation/pulmonary and then systemic inflammation in childhood-onset systemic lupus erythematosus patients

Lúpus eritematoso sistêmico juvenil é uma doença inflamatória autoimune multifatorial com elevação de citocinas inflamatórias e com gravidade variável. Estudos observaram associação entre exposição a poluição do ar e aumento do número de internações hospitalares devido à exacerbação das doenças reumáticas pediátricas e aumento no risco de crianças portadoras de lúpus eritematoso sistêmico juvenil apresentarem atividade de doença moderada /grave após exposição a material particulado e dióxido de nitrogênio. Exposição à poluição do ar pode acarretar agravo agudo em doenças reumatológicas pediátricas, incluindo lúpus eritematoso sistêmico juvenil. Objetivos: Avaliar o efeito da exposição real a poluentes atmosféricos sobre biomarcadores inflamatórios em condensado do ar exalado e sobre a fração de monóxido de nitrogênio em ar exalado em pacientes com lúpus eritematoso sistêmico juvenil. Avaliar ainda, a correlação entre os biomarcadores inflamatórios no ar exalado e atividade da doença. Métodos: Estudo longitudinal de painel de medidas repetidas realizado em 108 visitas consecutivas de pacientes com diagnóstico de lúpus eritematoso sistêmico juvenil sem doenças respiratórias. Por 4 semanas consecutivas, medidas diárias individuais de dióxido de nitrogênio, material particulado fino, temperatura ambiental e humidade relativa do ar foram obtidos. Este ciclo foi repetido a cada 2,5 meses ao longo de um ano, além disso, citocinas do condensado do ar exalado (interleucinas 6, 8, 17 e fator de necrose tumoral-alfa), fração exalada de monóxido de nitrogênio e parâmetros de atividade de doença foram coletados semanalmente. Modelos específicos de equação estimada generalizada foram usadas para avaliar o impacto destes poluentes no risco de Systemic Lupus Erythematosus Disease Activity Index 2000 >= 8, citocinas no condensado do ar exalado e fração exalada de monóxido de nitrogênio, considerando o efeito fixo para medidas repetidas. Os modelos foram ajustados para provas de fase aguda, índice de massa corpórea, infecções, medicações e variáveis meteorológicas. Resultados: Efeito positivo nas medidas de desfechos foi observado para um aumento do intervalo interquartil do material particulado fino (18.12 ?g/m3). Um aumento do intervalo interquartil na média móvel de 7 dias no material particulado fino (lag0 to lag6) foi associado a um aumento de 0.1pg/ml (95%IC:0.01;0.19) e 0.9pg/ml (95%IC:0.05;0,12) nos níveis de interleucina 17 e fator de necrose tumoral-? do condensado do ar exalado, respectivamente. Também foi observado um aumento no risco de Systemic Lupus Erythematosus Disease Activity Index 2000 >= 8 de 1.47(95%CI:1.10;1.84) associado ao aumento da média móvel de material particulado fino. Em adição, um efeito a curto prazo na fração exalada de monóxido de nitrogênio foi evidenciado, medida móvel de 3 dias do material particulado fino foi associada com um aumento de 0.75ppb (95%IC:0.38;1.29) na fração exalada de monóxido de nitrogênio. Conclusão: Exposição a partículas finas inaláveis pode aumentar a inflamação das vias aéreas e posterior inflamação sistêmica nos pacientes com lúpus eritematoso sistêmico juvenil / Systemic lupus erythematosus is an inflammatory multisystem, autoimmune disease with elevated inflammatory interleukins levels. Exposure to air pollution may trigger pulmonary inflammation/systemic inflammation. Objective: The objective of this study was to investigate the association between daily individual exposure to air pollutants and airway inflammation and disease activity in childhood-onset systemic lupus erythematosus patients. A longitudinal panel study was carried out in 108 consecutive appointments with childhood-onset systemic lupus erythematosus patients without respiratory diseases. Methods: Over four consecutive weeks, daily individual measures of nitrogen dioxide, fine particulate matter, ambient temperature, and humidity were obtained. This cycle was repeated every 2.5 months along 1 year, and cytokines of exhaled breath condensate (interleukins 6, 8, 17 and tumoral necrose factor-alpha), fractional exhaled nitrogen monoxide, and disease activity parameters were collected weekly. Specific generalized estimation equation models were used to assess the impact of these pollutants on the risk of Systemic Lupus Erythematous Disease Activity Index 2000 >= 8, exhaled breath condensate cytokines, and fractional exhaled nitrogen monoxide, considering the fixed effects for repetitive measurements. The models were adjusted for inflammatory indicators, body mass index, infections, medication, and weather variables. Results: An interquartile range increase in fine particulate matter 4-day moving average (18.12ug/m3) was associated with an increase of 0.05 pg/ml (95% CI 0.01; 0.09, p = 0.03) and 0.04 pg/ml (95% CI 0.02; 0.06, p = 0.01) in interleukin 17 and tumoral necrosis factor-alpha exhaled breath condensate levels, respectively. Additionally, a short-term effect on fractional exhaled nitrogen monoxide was observed: the fine particulate matter 3-day moving average was associated with a 0.75 ppb increase (95% CI 0.38; 1.29, p = 0.03) in fractional exhaled nitrogen monoxide. Also, an increase of 1.47 (95% CI 1.10; 1.84) in the risk of Systemic Lupus Erythematous Disease Activity Index 2000 >= 8 was associated with fine particulate matter 7-day moving average. Conclusion: Exposure to inhalable fine particles increases airway inflammation/pulmonary and then systemic inflammation in childhood-onset systemic lupus erythematosus patients

A potencialidade do eletrodo de cobre em meio alcalino foi demonstrada para o determinação de etanol a +0,6 V vs Ag/AgCl. A participação de espécies solúveis de Cu(III) no processo eletrocatalítico envolvendo a oxidação do etanol foi demonstrada por experimentos utilizando eletrodo disco-anel. A influência do potencial de pré-tratamento no sinal anódico foi investigada e correlacionada com a morfologia dos filmes formados na superfície do eletrodo por EDS (Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy), indicando que as espécies de Cu(III) são originadas a partir da oxidação da camada de CuO. As medidas de etanol foram realizadas por amperometria em 0,6 V (vs Ag/AgCl). A repetibilidade das medidas utilizando padrão aquoso de etanol 0,05 % (v/v) foi de 3 % (v/v) e os limites de detecção e quantificação foram de 0,005 % (v/v) e 0,01 % (v/v), respectivamente. Nas condições experimentais otimizadas, o sensor amperométrico foi utilizado para o monitoramento da concentração de etanol no ar exalado (BrAC), que foi convenientemente coletado em um balão de borracha (V = 3 L) e introduzido em uma solução de NaOH 1 mol L-1 (V = 10 mL). O sensor apresentou uma faixa linear para concentrações de etanol em ar exalado na faixa de 0,26 – 130 mg L-1, operando de acordo com os parâmetros analíticos especificados na Legislação Brasileira para a quantificação de etanol no ar exalado em condutores de veículos automotores. A constante de eliminação de etanol do corpo humano também foi investigada e os resultados concordaram com os valores da literatura. Empregando-se eletrodos de Cu e Au foram também desenvolvidas outras metodologias para a quantificação de dipirona, glicose e ácido ascórbico e sistemas em fluxo. Estudos sobre o desenvolvimento e propriedades de um sistema gerador-coletor foram realizados e o dispositivo foi utilizado em titulações de substâncias redutoras com iodo gerado eletroquimicamente. / A copper disc working electrode in alkaline solutions was demonstrated to act as a suitable amperometric sensor for ethanol determination at +0.6 V vs Ag/AgCl. The participation of free-soluble Cu(III) species in the electrocatalytic process involving the anodic oxidation of ethanol has been demonstrated by rotating ring-disc electrode voltammetry. The influence of the pretreatment potential on the anodic signal was investigated and a correlation with the morphology of the electrode surface characterized by Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) indicated that the Cu(III) species is originated from the oxidation of a CuO layer. Ethanol measurements were performed in the amperometric mode at 0.6 V (vs Ag/AgCl). The repeatability of the measurements for a 0.05 % aqueous ethanol solution was estimated as 3 %, and the detection and quantification limits were determined as 0.005 % and 0.01 %, respectively. At the optimum experimental conditions, the amperometric sensor was used to monitor the concentration of ethanol in breath (BrAC), which was conveniently collected in a rubber air balloon (volume = 3 L) and introduced in a 1 mol L-1 NaOH working solution (volume = 10 mL). The sensor can measure a person\'s breath ethanol over the concentration range 0.26 - 130 mg L-1 by operating it according to an established protocol, of which the analytical parameters are specified by the Brazilian Legislation for BrAC measurements in drivers. The rate of ethanol degradation in the body was followed, and the results agree with predictions in the literature. Methodologies for the determination of dipyrone, glucose and ascorbic acid were also developed by using Cu and Au electrodes. Features of a dual-band electrochemical cell were investigated towards the development of a generator-collector system, which was employed in titrations with electrogenerated iodine.