Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4891.pdf: 1632573 bytes, checksum: b04ec9266cb36baa5931b37060461b26 (MD5) Previous issue date: 2010-12-17 / The analysis of gases and metabolites in arterial and venous blood reflects the condition of homeostasis of the organism and which instantaneous energy demand required, indicating how biological systems behave in front of some physical stress, including the variation of intensity and volume of physical activity performed. Reactions of these compounds maintenance of constant blood pH by neutralization and / or elimination of organic acids derived from the metabolism momentary. It was an objective method, minimally invasive, to evaluate the acid-base resulting from the progressive increase of physical exercise from 100μL of blood capillary. The methodology used was the Balke protocol for cycle ergometer adapted to the operational needs of the equipment Gas Analyzer Radiometer ABL 800. The progressive increase of the load was 50 by 50 Watts until voluntary exhaustion with collecting and analyzing samples of capillary blood. Volunteers are 13 active students (5 women and 8 men) and three amateur athletes UFSCar aged between 20 and 30 years 25 ± 2, and body mass index 24 ± 4. The results are presented in the acid base nomogram Siggaard-Andersen, developed by the pH values between 7.43 ± 0.02 and 7.35 ± 0.04, ABE (Excess Base Real) between 4.16 ± 1 44 and -7.75 ± 3.17 mmol / L, pCO2 between 35.48 ± 2.61 and 37.20 ± 4.67 mmHg and [HCO3-] between 24 and 17 ± 0.6 ± 2.2 mmol / L with analysis of statistical tools ANOVA and Student's t test. The concentration of gases and metabolites present in blood capillary, presents the characteristic behavior expected during graded exercise as the exponential increase of lactate concentration and pH of the linear decay. / A análise de gases e metabólitos, de sangue arterial e venoso, reflete a condição de homeostase instantânea do organismo e qual a demanda energética exigida, indicando como os sistemas biológicos se comportam frente a algum stress físico, entre eles a variação da intensidade e volume da atividade física executada. Reações destes analitos garantem a manutenção do pH sanguíneo através da constante neutralização e/ou eliminação dos ácidos orgânicos derivados do metabolismo momentâneo. Foi objetivo um método, minimamente invasivo, para avaliar o equilíbrio ácido base conseqüente do aumento progressivo do exercício físico a partir de 100μL de sangue capilar. A metodologia utilizada contempla o protocolo de Balke para ciclo ergômetro adaptado as necessidades operacionais do equipamento Analisador de Gases ABL 800 Radiometer. O incremento progressivo da carga foi de 50 em 50 Watts até a exaustão voluntária com coleta e análise das amostras de sangue capilar. Os voluntários são 13 universitários ativos (5 mulheres e 8 homens) e 3 atletas amadores da UFSCar com idade entre 20 e 30 anos 25±2, e índice de massa corporal 24±4. Os resultados são apresentados no nomograma ácido base de Siggaard- Andersen, desenvolvidos através dos valores de pH entre 7,43±0,02 e 7,35±0,04, ABE (Excesso de Base Real) entre 4,16±1,44 e -7,75±3,17 mmol/L, pCO2 entre 35,48±2,61 e 37,20±4,67 mmHg e [HCO3 -] entre 24±0,6 e 17±2,2 mmol/L com análise das ferramentas estatísticas ANOVA e Teste T de Student. A concentração dos gases e metabólitos, presentes no sangue capilar, apresenta comportamento característico ao esperado durante o exercício físico progressivo como o crescimento exponencial da concentração de lactato e o decaimento linear do pH.

O doripenem é um antibiótico carbapenêmico de amplo espectro e aprovado pelo Food and Drug administration (FDA) em 2007. Devido a sua recente comercialização, não está presente em códigos oficiais. Desta forma, esta dissertação teve como objetivo validar um método analítico para quantificação do Doripenem utilizando a eletroforese capilar (EC) como ferramenta analítica alternativa à Cromatografia Liquida de Alta Eficiência (CLAE), além de desenvolver métodos físico-químicos para caracterizar a matéria prima e estudar a cinética de degradação do fármaco frente à temperatura e radiação por luz UVC. Diante dos resultados obtidos, verificou-se que métodos de caracterização como a cromatografia em camada delgada, espectrofotometria de infravermelho e ultravioleta e espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear demonstraram ser satisfatórios para caracterização do fármaco, já os métodos como DSC e faixa de fusão não foram adequados. Para fins de comparação com a EC, realizou -se a covalidação do método de CLAE reportado na literatura, tendo sido obtido um fator de correlação de 0,9950, teor médio de I 00,09 % e recuperação de I OI , 19 %. Para o desenvolvimento do método por EC foi utilizado capilar de sílica fundida de 40 em efetivo com 50 11m de diâmetro interno, eletrólito tampão barato de sódio I 00 mM em pH 8,0, tensão aplicada de 15 kV a 25 ºC, comprimento de onda de 298 nm e, procainamida como padrão interno. O comprimento de onda 214 nm foi monitorado a presença de produtos de degradação. O método demonstrou ser específico, linear entre 25-250 11g/ml (r=0,9995) , preciso (I OI ,33 %), exato (I OI ,86 %) e robusto. Conforme os resultados obtidos, os métodos por CLAE e EC demonstraram ser intercambiáveis, contudo, a EC apresenta vantagens como menor tempo de análise e pequena quantidade de resíduo gerado. Para o estudo da cinética de degradação por EC e ensaio microbiológico (EM) , as condições verificadas foram temperatura (45 ºC, por 24 horas) e luz UVC (por 12 horas). O teor final de doripenem obtido pela EC foi de 70,74 e 64,18 % para temperatura e UVC, respectivamente. Já a potência verificada pelo ensaio microbiológico foi de 42,77 e 21 ,95 % para temperatura e UVC, respectivamente. / Doripenem is a carbapenemic antibiotic with a broad spectrum of action launched in 2005. Due to its recent commercialization, doripenem is not in official codes. So this dissertation aims to validate an analytical method to doripenem quantification using capillary electrophoresis (CE) as an alternative method to High Performance Liquid Chromatography (HPLC), besides to develop physic-chemical methods to characterize the material and to study the degradation kinetics of doripenem in UVC light and temperature (45 ºC). The characterization methods as thin layer chromatography, infrared and ultraviolet spectroscopy and spectroscopy Nuclear Magnetic Resonance proved to be satisfactory. Melting point range and DSC were not adequate to identify doripenem. To compare HPLC and EC, HPLC method was covalidate according literature. The method demonstrated a correlation factor 0.9950, average content 100.09 % and recovery 101.19 %. For the development of CE method was employed 40 em fused silica capillary in 50 11m inner, electrolyte 100 mM buffer sodium borate at pH 8.0, applied voltage 15 kV at 25 ºC, wavelength 298 nm, and procainamide as internai standard. The method demonstrated to be linear between 25-250 IJQ/ml (r=0.9995), precise (1 01.33 %), accurate (1 01.86 %) and robust. Based on these results, the HPLC and CE methods are interchangeable. However, EC presents advantages such as reduced analysis time and small residue generated. To kinetic degradation study by CE and microbiological assay (MS) conditions as temperature (45 ºC for 24 hours) and UVC light (12 hours) were tested. The final residual content for doripenem by EC was 70.74 % and 64.18 to UVC and temperature, respectively. The antimicrobial power checked by MS was 42.77 and 21 .95% for temperature and UVC, respectively.

O fenômeno da capilaridade na escala macroscópica é descrito pela teoria capilar (TC) que se utiliza de superfícies contínuas para modelar as interfaces formadas entre dois meios, sendo um líquido e o outro líquido, gasoso, sólido. A TC é empregada em diversas áreas da biologia, ambientes de microgravidade e em aplicações na escala nanométrica, como no microscópio de força atômica. Essa aproximação por superfícies contínuas pode não ser adequada para sistemas na escala nanométrica, em que são reportados comportamentos anômalos como no preenchimento de líquidos em nanocanais e nanotubos de carbono, oscilações nas medidas de força de adesão capilar e grandes valores de pressões de Laplace negativas. Esses fatos motivam o estudo do fenômeno da capilaridade na escala nanométrica por meio de simulações computacionais. Aqui, utilizamos a dinâmica molecular para estudar a interface de gotas e pontes capilares constituídas de água do modelo SPC/E com volumes da ordem de 100 nanômetros cúbicos e aderidas a placas de cristobalita hidrofóbicas/hidrofílicas. Comparamos as propriedades dessas gotas e pontes capilares com as previsões da TC macroscópica, que são baseadas nos ajustes dos perfis e em cálculos analíticos. Especificamente, confrontamos os perfis das interfaces, os ângulos de contato, as forças de adesão capilar, as pressões de Laplace e o valor da tensão superficial da água. Essas análises foram divididas em três etapas. Na primeira etapa, estudamos as gotas e pontes capilares com simetrias axial e translacional, em que a altura da ponte capilar permaneceu constante. Na segunda etapa, focamos nossos estudos nas pontes capilares com simetria axial (ponte SA) e estudamos o processo de ruptura dessa. Finalmente, na terceira etapa, estudamos as flutuações, que não são previstas pela TC, em sistemas mais simples, como no caso de gotas livres, que não estão aderidas a placas, e em gotas com simetria axial. Mostramos que a TC macroscópica é capaz de explicar satisfatoriamente sistemas com volumes da ordem de 100 nanômetros cúbicos, em que submetemos nossos resultados a comparações rigorosas das soluções analíticas da TC, sendo essa capaz de prever a dependência do ângulo de contato nas alturas das rupturas das ponte SA e os volumes das gotas formadas após a ruptura. / The capillarity phenomenon at macroscopic scale are described by the capillarity theory (CT), which uses continuous surfaces to model the interfaces formed between two media, wherever one medium is liquid and the other can be liquid, gas or solid. The CT is employed in several areas ranging from biology, microgravity environments and applications on the nanoscale, such as in the atomic force microscope. However, the continuous approach may not be adequate for systems at nanoscale, where anomalous behaviors have been reported, such as the filling of liquids in nanochannels and carbon nanotubes, oscillations in measurements of capillary adhesion force and large negative values of Laplace pressures. These facts motivate the study of capillarity phenomenon at the nanometric scale by computational simulations. Here, we use the molecular dynamics to study the droplets and capillary bridges interfaces composed of SPC/E water model and volumes in the order of 100 cubic nanometer, and attached to hydrophobic/hydrophilic cristobalite walls. We have compared the droplets and capillary bridges properties with the macroscopic CT predictions, which are based on profile fitting and analytic calculations. Specifically, we have compared the interface profiles, the contact angles, the capillary adhesion forces, the Laplace pressures and the water surface tension. These analyzes were divided into three steps. In the first step, we have studied droplets and capillary bridges with axial and translational symmetries, where the capillary bridge height remained constant. In the second step, we have focused our studies on capillary bridges with axial symmetry (AS bridge), and we have studied the bridges rupture process. Finally, in the third step, we have studied the fluctuations, which are not predicted by the CT, in simpler systems, such as free droplets, which are not attached to walls, and droplets with axial symmetry. We have shown that the macroscopic CT is able to satisfactorily predict systems with volumes in the order of 100 cubic nanometer, in which we have been submitted our results to rigorous comparisons to the analytic CT solutions, which is able to predict the dependence of contact angle on the AS bridge rupture heights, and the volumes of droplets formed after rupture.

O presente trabalho teve por objetivo avaliar o potencial do ensaio de ascensão capilar e de uma técnica de otimização de parâmetros para estimar os parâmetros hidráulicos dos solos. O ensaio de ascensão capilar é de execução simples e rápida e reflete um fenômeno condicionado pelas propriedades hidráulicas do solo. Na representação matemática da ascensão capilar, utilizou-se o modelo de Terzaghi (1943) que considerou tratar-se de uma condição de fluxo governada pela condutividade hidráulica saturada (ks), e o modelo de Lu & Likos (2004b), que utilizaram a equação de Gardner (1958) para representar a função condutividade hidráulica, considerando que o fluxo se dá em meio não saturado. O processo de otimização utilizou a rotina SOLVER componente do programa EXCEL, e foi testado utilizando-se os dados experimentais de Lane & Washburn (1946) e de Zhang & Fredlund (2009). Em seguida, resultados de ascensão capilar de oito amostras de solos típicos do Estado do São Paulo, Brasil, foram modelados com os parâmetros derivados da técnica. Observou-se que tanto o modelo de Terzaghi (1943) quanto o de Lu & Likos (2004b) conseguiram reproduzir os resultados experimentais de ascensão capilar, com melhores resultados associados ao modelo de Lu & Likos (2004b) para a maior parte dos solos analisados. A previsão da condutividade hidráulica saturada, de forma geral, diferiu menos de uma ordem de grandeza dos valores medidos experimentalmente, embora maiores discrepâncias tenham sido notadas para determinados tipos de solos. O parâmetro de Gardner da função condutividade hidráulica resultou em valores da mesma ordem de grandeza dos valores reportados na literatura para solos similares. Os resultados sobre a aplicação do ensaio de ascensão capilar e da técnica de otimização mostraram-se promissores para a determinação de parâmetros hidráulicos dos solos analisados, com a vantagem de ter-se um procedimento simples e rápido para a finalidade descrita. / This study evaluates the potential of capillary rise test and a parameter optimization technique to estimate soil hydraulic parameters. The capillary rise is a simple and expedite test that is conditioned by soil hydraulic properties. In the mathematical representation of the capillary rise we used the model of Terzaghi (1943), who considered that saturated hydraulic conductivity commands the phenomeno and the model of Lu & Likos (2004b) who used the Gardner equation (1958) to represent the hydraulic conductivity function, considering that the flow takes place in a non-saturated condition. The optimization process used the SOLVER routine, component of the EXCEL program, that was firstly tested using experimental data of Lane & Washburn (1946) and Zhang & Fredlund (2009). Then, results of capillary rise of eight samples of typical soils of the State of São Paulo, Brazil, were modeled with the parameters derived from the technique. It was observed that both the Terzaghi (1943) and Lu & Likos (2004b) models were able to reproduce the experimental results of capillarity, although the best results were yielded by the model Lu & Likos (2004b) for most soils. The prediction of saturated hydraulic conductivity, in general, differed less than one order of magnitude of experimentally measured values, although larger discrepancies have been noted for certain types of soils. The resulting Gardner parameter of the hydraulic conductivity function were of the same order of magnitude of the values reported in the literature for similar soils. The results on the application of capillary rise test and optimization technique proved promising for the determination of soil hydraulic parameters analyzed, with the advantage of having a simple and rapid procedure for the purpose described.

Orientador: Helena Teixeira Godoy / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-15T07:26:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bizzotto_CarolinaSchaper_D.pdf: 1638844 bytes, checksum: 02d02a3b31cb8fd2bf5d15d5464fe34c (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A otimização simultânea de múltiplas respostas foi utilizada no desenvolvimento de um método por eletroforese capilar (EC) para a determinação de cafeína em café descafeinado. O método foi desenvolvido utilizando o planejamento composto central para otimizar a concentração de dodecilsulfato de sódio (SDS), a concentração de carbonato de sódio e a voltagem. Os experimentos foram conduzidos com uma amostra de café descafeínado, onde o resíduo de cafeína foi extraído com clorofórmio, ressuspenso em água e filtrado. As condições otimizadas foram encontradas pela avaliação dos efeitos de seis respostas: separação de interferentes, área, ruído, variação na linha de base, corrente e tempo de análise. Modelos de regressão lineares e quadráticos foram gerados para cada conjunto de respostas. Os modelos de regressão, coeficientes de correlação e a análise de componentes principais (PCA) foram usados na determinação das condições experimentais ótimas. Os melhores resultados foram obtidos usando-se um capilar de 50 mm x 48 cm, tampão contendo 10 mmol. L-1 de carbonato de sódio e 50 mmol. L-1 de SDS (pH 11,0), 15 kV, 25,0 ºC e detecção a 206 nm. Sob as condições otimizadas, a cafeína foi separada dos interferentes. O tempo de análise foi de 5,5 min. O método desenvolvido foi validado e comparado a um método por CLAE quanto à eficiência de separação, tempo de análise, custo por análise e volume de resíduos gerados. O método por EC foi então aplicado a amostras de café descafeinado torrado moído e instantâneo e amostras de bebida enérgética. A quantidade total de xantinas presentes nas bebidas chimarrão e tererê, a base de erva-mate (Ilex paraguariensis), também foi avaliada. Estas bebidas foram preparadas como são tradicionalmente consumidas. Os valores de cafeína das amostras analisadas tanto por EC quanto por CLAE não foram estatisticamente diferentes a 95% de confiança. A sensibilidade do método por CLAE foi 42 vezes maior que a do método por EC, porém este apresentou um tempo total de análise 30,4% menor. O volume de resíduos gerados foi 33 vezes maior no método por CLAE, e o custo em reagentes foi 76,5 vezes menor por EC. A vantagem mais importante do método por EC foi o uso de tampão aquoso econômico e ecológico no processo de separação. Com relação às amostras analisadas, sete amostras de café de quatro diferentes marcas apresentaram teor de cafeína acima do permitido pela legislação brasileira, e 76% das bebidas energéticas possuíam menos cafeína do que o valor informado no rótulo do produto. O teor de cafeína e teobromina variou nos diferentes tipos comerciais de erva-mate empregados no preparo das bebidas. Além disso, o tererê apresentou níveis de xantinas 2,5 vezes maior que o chimarrão / Abstract: Multiple response simultaneous optimization was used to develop a micellar electrokinetic chromatography (MECK) method for caffeine determination in decaffeinated coffee samples. The method was developed using a central composite design to optimize the concentration of sodium dodecylsulfate (SDS), sodium carbonate and voltage (V). The experiments were carried out using a sample of Brazilian decaffeinated coffee extracted with chloroform, which was subsequently recovered with water and then filtered. Optimized conditions were found by evaluating the effects of six responses: interferent separation, area, noise, baseline variation, current e analysis time. Each set of response values was regressed on the factor levels of the experimental design using linear and quadratic models. The regression models, correlation coefficients involving both factor levels and response values, and a principal component analysis (PCA) were used to determine the optimum experimental conditions. Successful results were obtained using a fused-silica capillary of 50 mm x 48 cm total length, buffer containing 10 mmol. L-1 of sodium carbonate and 50 mmol. L-1 of SDS (pH 11.0), voltage of 15 kV, temperature of 25.0 ºC, with detection at 206 nm. Under optimized conditions, caffeine was separated from the interferents. The analysis time was of 5.5 min. After validation, the capillary electrophoresis (CE) method was compared to a HPLC method regarding separation performance, quantification of caffeine in twenty samples, analysis time, costs per analysis and volume of generated residue. CE method was applied to decaffeinated instant and groundroasted coffee, and energy drinks. The total amount of xanthines in mate (Ilex paraguariensis) beverages, ¿chimarrao¿ and ¿terere¿ obtained in the same way as they are traditionally consumed, was also estimated using the CE method. Caffeine content of the samples analyzed with both CE and HPLC methods did not differ statistically at 95% confidence level. HPLC method sensitivity was 42 times greater than by CE method. In another hand, CE presents total analysis time 30.4% lower than HPLC. The volume of generated residues was 33 times greater in HPLC and the cost in reagents for CE was 76.5 times lower than for HPLC. The most important advantage of CE is the use of economical and ecological aqueous buffer in the separation process. Regarding samples analyzed, seven decaffeinated coffee samples of four different brands showed higher levels than the limit specified by Brazilian legislation and 76% of the energy drinks samples had caffeine content lower than the value informed to the consumer. Caffeine and theobromine levels varied in different commercial types of mate employed for the beverages preparation. Besides, ¿terere¿ presented quantities 2.5 times higher than the ¿chimarrao¿ beverage / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Uma avaliação da concentração dos aminoácidos primários em amostras de urina de crianças com refluxo vésico-ureteral (VUR) em busca de caminhos para o diagnóstico não invasivo desta doença. Dois métodos analíticos por eletroforese capilar com detecção UV/vis foram desenvolvidos para a quantificação dos analitos. No método 1 empregou-se a detecção UV/vis direta em 200 e 214 nm com as condições eletroforéticas eletrólito tampão fosfato 90 mmol L-1 pH 2,1; tensão de +15 kV; injeção de 7 s a 0,5 psi; capilar de 75 µm de diâmetro interno; 40,2 cm de comprimento total e 30,0 cm de comprimento efetivo. No método 2, fez-se uso da detecção indireta em 254 nm, com as condições eletroforéticas eletrólito tampão TEA 20 mmol L-1 e DNB 10 mmol L-1 pH 10,84; modificador de fluxo DDAB a 4 mmol L-1; tensão de -15 kV; injeção de 7 s a 0,5 psi; capilar de 75 µm de diâmetro interno; 50,2 cm de comprimento total e 40,0 cm de comprimento efetivo. O método 1 apresentou parâmetros de validação linearidade, precisão intra-dia e inter-dia, seletividade, robustez e recuperação satisfatórios. A quantificação de creatinina, fenilalanina (Phe), histidina (His), triptofano (Trp), tirosina (Tyr) nas amostras de urina foi possível pelo método 1, porém inviável para quantificação de arginina (Arg). O método 2 apresentou valores de robustez e recuperação satisfatórios para os aminoácidos alanina (Ala), aspartato (Asp), glutamato (Glu) e glicina (Gly) satisfatórios, mas a quantificação dos mesmos na maioria das amostras de urina diluída não foi possível por estarem em nível de concentração abaixo da detecção ou quantificação. Para avaliar a potencialidade dos resultados como ferramenta no diagnóstico do VUR, os aminoácidos His, Phe, Trp e Tyr, quantificados em todas as amostras, foram empregados como variáveis na classificação das amostras em dois grupos distintos (1) grupo de crianças saudáveis e (2) grupo de crianças diagnosticadas com VUR. A classificação realizada pelo método de análise de componente principal (PCA) apresentou valores estatísticos satisfatórios e poder de predição: R2 (capacidade de ajuste) e Q2 (capacidade de predição) foram 0.9993 e 0.65, respectivamente com os dois componentes principais (PC1 e PC2). A separação total com valor de Q2 desejável (acima de 0,8) poderia ser alcançada com uma quantidade maior de informação, sendo neste caso, número maior de aminoácidos quantificados. Assim, este trabalho abre caminho para estudos mais aprofundados na investigação da concentração dos aminoácidos primários em pacientes com VUR, objetivando o desenvolvimento de um potencial biomarcador para VUR. / An assessment of the concentration of primary amino acids in urine samples from children with vesicoureteral reflux (VUR) using capillary electrophoresis separation with UV/vis detection has been proposed to help establishing a means for non invasive diagnosis of the disease. Two analytical methods were developed. Method 1 used direct UV/vis detection at 200 and 214 nm, 90 mmol L-1 phosphate buffer at pH 2.1, high voltage separation at +15 kV, injection of 0.5 psi during 7 s, and a fused-silica capillary of 75 µm inner diameter, 40.2 cm total length, and 30.0 cm effective length. Method 2 used indirect UV/vis detection at 254 nm, TEA at 20 mmol L-1 and DNB at 10 mmol L-1 electrolyte at pH 10.84, 4 mmol L-1 DDAB as flow modifier, separation voltage at -15 kV, injection of 0,5 psi during 7 s, fused-silica capillary of 75 µm inner diameter, 50.2 cm total length, and 40,0 cm effective length. Method 1 presented satisfactory results for linearity, intra-day and inter-day precision, selectivity, robustness, and recovery. By method 1 it was possible to quantify creatinine, phenylalanine (Phe), histidine (His), tryptophan (Trp), tyrosine (Tyr) but not arginine (Arg) in the urine samples under investigation. Method 2 presented satisfactory robustness and recovery for alanine (Ala), aspartate (Asp), glutamate (Glu) and glycine (Gly), but the contents of these metabolites in the urine samples were not established because they lay below the limits of detection and quantitation. To assess the potentiality of the results as diagnostic tool for VUR condition, the concentrations of the amino acids His, Phe, Trp and Tyr, quantified in all samples, were used as variables in a classification procedure where samples were divided in two distinct groups: (a) a group of healthy children and (b) a group of children diagnosed with VUR. The classification by principal component analysis (PCA) showed a partial separation with good statistics and prediction power: R2 (goodness of fit) and Q2 (goodness of prediction) were 0.9993 and 0.65, respectively with two components analysis (PC1 and PC2). Values of Q2 greater than 0.8 are usually desired and it could be provided if more information was available, such as a greater number of amino acids being quantified. Thus, this research opens the way for further investigative studies of amino acids concentration in patients with primary VUR, aimed at developing a potential biomarker for VUR.

O trabalho envolve o desenvolvimento de métodos para análise de alimentos visando a determinação de ácidos fenólicos em frutas, ácido fólico em farinhas enriquecidas e corantes Sudan em produtos de pimenta utilizando eletroforese capilar nos modos de detecção UV e MS. A separação de dez ácidos fenólicos (ácidos clorogênico, siríngico, p-cumárico, benzóico, p-hidroxibenzóico, ferúlico, vanílico, cafeico, gálico e protocatecuico) foi obtida por eletroforese capilar de zona (CZE). Um eletrólito composto de 50 mmol L-1 de tetraborato e 7,5% metanol (v/v) permitiu a separação em linha de base dos dez ácidos fenólicos em menos de 15 minutos. A fim de promover o \"clean-up\", pré-concentração e liberação dos ácidos fenólicos esterificados, um procedimento de extração líquido-líquido seguido pela hidrólise alcalina foi realizado. O método foi validado obtendo-se limites de detecção de 1,63-3,80 &#181g mL-1 e limites de quantificação de 4,95-11,39 &#181g mL-1. O método otimizado foi aplicado para análise de frutas como a abiu-roxo (Chrysophyllum caimito), amora silvestre (Morus nigra L.) e tomate de árvore (Cyphomandra betacea), identificando os ácidos fenólicos na fração livre e hidrolisada. Este trabalho também otimizou o processo de extração e caracterizou a composição de ácidos fenólicos na forma livre e hidrolisada presentes no açaí Juçara (Euterpe precatória Mart.), açaí do Pará (Euterpe oleracea) e em produtos comercias de açaí como polpa congelada e \"açaí na tigela\". Para a determinação do ácido fólico, estudos de pré-concentração online foram realizados. A focalização do ácido fólico foi obtida por CZE e MEKC, devido a fenômenos de isotacoforese transiente. Um método de extração simples baseado na dissolução da farinha em solução de Na2HPO4 seguida de ultrassom e adição de HCl concentrado foi adotado. Entretanto, a detecção do ácido fólico no extrato foi obtida por MEKC com injeção de grande volume de amostra em condições eletroforéticas de 40 mmol L-1 TBS e 30 mmol L-1 SDS, 15 kV a 310 nm. Os limites de detecção e de quantificação atingidos foram de 0,047 e 0,14 µg mL-1, sendo adequados para quantificação do ácido fólico em farinhas de trigo. Um método para determinação de corantes Sudan (I, II, III e IV) em alimentos foi desenvolvido por cromatografia eletrocinética micelar (MEKC) com preenchimento parcial do capilar. A separação dos quatro corantes foi obtida utilizando-se um preenchimento de 25% do capilar (volume total) com eletrólito composto por 40 mmol L-1 NH4HCO3, 25 mmol L-1 SDS e 32,5% ACN (v/v). O restante do capilar foi preenchido com um tampão composto de 40 mmol L-1 NH4HCO3 e 32,5% (v/v) de ACN. Após otimização do método por CE-UV o método foi aplicado para o acoplamento ao CE-MS. Para detecção dos compostos no MS os parâmetros de ionização foram otimizados. A separação em linha de base dos quatro compostos foi obtida em menos de 10 min com limites de detecção de 0,57 a 0,75 µg mL-1 para detecção no UV-Vis e 0,05 a 0,2 µg mL-1 para detecção no MS. O método foi eficaz para a determinação destes corantes adicionados a amostras de molho de tomate e pimenta e chilli em pó / The present work involves the development of methods for food analysis in order to determinate phenolic acids in fruits, folic acid in enriched flour and Sudan dye in chilli products by capillary electrophoresis with UV/Vis and MS detection. The separation of ten phenolic acids (benzoic, caffeic, chlorogenic, p-coumaric, ferulic, gallic, p-hydroxybenzoic, protocatechuic, syringic, and vanillic acid) was obtained by capillary zone electrophoresis (CZE). An electrolyte composed by 50 mmol L-1 of tetraborate and 7,5% methanol (v/v) allowed the baseline resolution of all phenolic acids under investigation in less than 15 min. In order to promote sample clean up, to preconcentrate the phenolic fraction and to release esterified phenolic acids from the fruit matrix, elaborate liquid-liquid extraction procedures followed by alkaline hydrolysis were performed. The proposed method was validated with limits of detection of 1.63-3.80 µg mL-1 and limits of quantification of 4.95-11.39 µg mL-1. The optimized method was applied to evaluation of phenolic contents of abiu-roxo (Chrysophyllum caimito), wild mulberry (Morus nigra L.) and tree tomato (Cyphomandra betacea). This work also optimized the extraction process and characterized the free and hydrolysed forms of phenolic acids in Juçara açaí (Euterpe precatória Mart.), Pará´s açaí (Euterpe oleracea) and commercial products such as frozen pulp and açaí desserts. For the determination of folic acid, on-line preconcentration studies were performed. The focalization of folic acid was obtained by CZE and MEKC by transient isotacophoresis. A simple method of extraction based on dissolution of flour in a Na2HPO4 solution followed by ultrasonication and the addition of concentrated HCl was adopted. However, the detection of folic acid in flour extract was obtained by MEKC with the large volume sample injection with eletrophoretic conditions of 40 mmol L-1 TBS and 30 mmol L-1 SDS, 15 kV and 310 nm. The limits of detection and quantification reached were 0.047 and 0.14 µg mL-1, which are suitable limits to quantify folic acid in enriched wheat flours. A method of Sudan dyes (I, II, III and IV) was developed by micellar electrokinetic chromatography (MEKC) with partial filling technique. Filling 25 % of the capillary with a MEKC solution containing 40 mmol L-1 NH4HCO3, 25 mmol L-1 SDS and 32.5 % ACN (v/v), a baseline separation of the four azo-dyes was obtained. The rest of capillary was filled with 40 mmol L-1 NH4HCO3 and 32.5 % ACN (v/v). After the optimization by CE-UV the method was applied to CE-MS coupling. To detect the compounds in MS the ionization parameters were optimized. The baseline separation of four compounds was obtained in less than 10 min with limit of detection within 0.57 to 0.75 µg mL-1 to UV-Vis detection and 0.05 to 0.2 µg mL-1 to MS detection. The method was efficient in the determination of these dyes spiked in tomato chilli sauces and chilli powder.

Neste trabalho, foram efetuados estudos sobre o comportamento eletroforético dos íons hidrônio (H3O+) e hidroxila (OH-) utilizando eletroforese capilar em zona em meio não-tamponado e detecção condutométrica sem contato. Alterações na composição do eletrólito de corrida devido à eletrólise foram evitadas empregando um sistema de eletrólise separada. A determinação de ácidos com pKas menores ou iguais ao pH do eletrólito de corrida foi possível. A possibilidade da análise em bases fortes também foi demonstrada. Eletrólitos de corrida com pH entre 4,5 e 7,0 (para o H3O+) e entre 7,0 e 9,0 (para o OH-) mostraram-se favoráveis para a análise. Ambas as espécies apresentaram interação com os grupos silanóis do capilar. Dificuldades na análise do íon OH- decorreram também de: reação da sílica com o analito e com o eletrólito de corrida e absorção de CO2 atmosférico. A mobilidade do íon H3O+ medida foi 8% abaixo da obtida por outras técnicas. A curva para determinação de OH- em base forte, com solução de trifluoracetato de lítio 10 mmol L-1 (pH 8,5) como eletrólito de corrida, mostrou boa linearidade na faixa de 0,5 a 7,0 mmol L-1. As curvas de quantificação de H3O+ titulável em amostras de ácidos fortes, fracos e suas misturas, com solução de LiCl (pH 5,5) como eletrólito de corrida, apresentaram ampla faixa de resposta linear, com boa linearidade, ao redor de 0,05 a 10 mmol L-1. / In this work, studies about the electrophoretic behavior of hydronium (H3O+) and hydroxyl (OH-) ions using capillary zone electrophoresis in unbuffered medium and contactless conductity detection were developed. Variations in running electrolyte composition due to electrolysis were avoided using an electrolysis separated system. The analysis of acids with the same or lower pKa than the running electrolyte pH was possible. The possibility of strong bases analysis was demonstrated as well. Good results were achieved using running electrolytes with pH between 4.5 and 7.0, for H3O+ analysis, and between 7.0 and 9.0, for OH- analysis. Both species interacted with the silanol groups of silica capillary. Other problems in the determination of OH- were: reaction of silica with the analyte as well as with the running electrolyte and absorption of atmospheric CO2. The H3O+ mobility calculated was 8% lower than values obtained in the literature. Analytical curve of OH- ion in strong base, using 10 mmol L-1 litium trifluoracetate (pH 8.5) as running electrolyte, resulted in good linearity in a range of 0.5 to 7.0 mmol L-1. Analytical curves of titrable hydronium ion in samples of strong and weak acids, as well in their mixture, using 10 mmol L-1 LiCl (pH 5.5) as running electrolyte, resulted in wide linear range (0.05 mmol L-1 to 10 mmol L-1).

O estudo da variação da composição atmosférica contribui para a compreensão dos efeitos das emissões antrópicas sobre a troposfera. A análise química da água de chuva assume importância neste contexto, uma vez que a precipitação úmida constitui um excelente meio de remoção de muitos poluentes da atmosfera. O aumento de acidez das chuvas, em várias partes do planeta, tem sido associado, predominantemente, à presença de ácidos fortes como o sulfúrico e nítrico, e ácidos orgânicos como acético e fórmico, originados pela oxidação de compostos de enxofre, nitrogênio e carbono, respectivamente. Dando continuidade a pesquisas anteriores sobre deposição úmida realizadas no IQ-USP, no presente trabalho buscou-se extrair mais informações de titulações potenciométricas e condutométricas de água de chuva, mediante aperfeiçoamento dos métodos de cálculo, com recursos quimiométricos modernos, de modo a complementar as medidas de pH e condutividade convencionais. As concentrações de espécies ácidas ou básicas nas amostras de água de chuva são da ordem de 10-5 mol L-1, muito abaixo das concentrações empregadas na prática cotidiana das titulações potenciométricas (tipicamente, no intervalo de 10-1 a 10-3 mol L-1). Dessa forma, propôs-se o uso de um método de regressão não linear (RNL) multiparamétrica, baseado no método de Levenberg-Marquardt, para a análise de dados potenciométricos (TP-RNL) após procedimento de transposição de coordenadas das curvas de titulação. Ao lado das determinações das concentrações dos analitos, pôde-se estimar ou refinar as constantes de protonação das bases de Brönsted presentes. Para tanto, procedeu-se ao ajuste por RNL das concentrações e/ou das constantes de protonação das bases presentes, de modo a minimizar o quadrado dos desvios entre os valores experimentais e os calculados em função do titulante adicionado, recorrendo a uma equação geral baseada no número médio de protonação de cada uma das bases. Ficou demonstrada a possibilidade de se determinar a soma de ácidos fortes completamente dissociados, soma de ácidos fracos com pK próximo a 4 (principalmente ácidos acético e fórmico), HCO3-/H2CO3 e a soma de bases fracas com pK ao redor de 9 (essencialmente NH3/NH4+). Durante as titulações, a facilidade em se coletar medidas de condutância simultaneamente às de pH levou a elaboração de um método sofisticado de análise de curvas de titulação condutométrica. Para tanto, desenvolveu-se uma equação de RNL baseada na contribuição das espécies em cada valor de pH e na condutância iônica medida (TC-RNL). A equação de TC-RNL é alimentada por dados de pH em função do titulante adicionado, oriundos de titulações potenciométricas. Dessa forma, foi possível caracterizar diretamente amônio e bicarbonato, além do conteúdo iônico total que não participa dos equilíbrios ácidos/base existentes no sistema. Adicionalmente, foi possível separar a contribuição do ácido acético da do fórmico, tarefa impossível por TP-RNL, ao menos nas baixas concentrações encontradas na chuva. Nas mesmas amostras de chuva tituladas foi procedida a análise por eletroforese capilar de zona com detecção condutométrica sem contato (CZE-CCD), conforme procedimento descrito na literatura, estimando-se os cátions e ânions majoritários. Num aperfeiçoamento do método para ânions, viabilizou-se a determinação simultânea HCO3-. Para validar os resultados obtidos por CZE-CCD, recorreu-se à cromatografia de íons. As concentrações de vários analitos, dependendo das amostras de chuva, avizinham-se do limite de quantificação das técnicas TP-RNL, TC-RNL e CZE-CCD. Mesmo assim, para as amostras de chuva analisadas, em geral, houve concordância satisfatória entre os valores estimados pelas três técnicas para espécies agrupadas da seguinte forma: ácidos fortes, ácidos fracos, amônio e bicarbonato. / Ivestigation of the variability of atmospheric chemical composition is an important tool for the evaluation and comprehension of anthropic emissions effects.Rainwater analysis has great importance in this context because wet deposition represents an efficient removal route of many atmospheric pollutants. The acidification of rainwater over wide regions of the planet is associated with the increased presence of strong acids, like sulfuric and nitric ones, and organic acids, such as acetic and formic, mainly originated from oxidative reactions od sulfur, nitrogen and carbon compounds in the atmosphere. In the context of a broad research line at IQ-USP devoted to the study of wet deposition and associated atmospheric chemistry, this dissertation advances the subject of using moderm chemometric methods to extract reliable analytical information from potentiometric and conductometric titrations of rainwater. The concentrations of acidic and alkaline species in rainwater are typically below 5 x 10-5 mol L-1, out of the reach of conventional potentiometric titrations (widely applied in the range of 10-1 and 10-3 mol L-1). Thus, multiparametric non-linear regression based on Levenberg-Marquardt method combined with coordinates transposition to reduce iterative calculation is proposed for the analysis of potentiometric data (PT-NLR). General equations based on the average protonation number of each base are used to describe the system. Bases concentrations and/or protonation constants are adjusted by NLR in order to minimize the sum-of-squares of the residuals between experimental and calculated values of the titration curves. The data analysis was tuned to provide four parameters as output: the sum of strong acids, the sum of weak acids with pK around 4.2 (mainly acetic and formic acids), the sum of HCO3-/H2co3 and the sum of weak bases with pK near 9 (essentially NH3/NH4+). To extract more analytical information from the acid/base titrations, conductance meassurements were made simultaneously with the pH readings, and a sophisticated data analysis method was envisioned. The pH data and available protonation constants for bases included in the model are used to compute the distribution of the species. The available conductivity of each species of the model is introduced in a general equation where the only unknowns are the total concentrations of the bases and of electrolyte not involved in acid/base equilibria. All these concentrations are adjusted by NLR on the conductance data, resulting in the first successful conductometric titration method with non-linear regression analysis, CT-NLR. The great advantage over PT-NLR was the capability to distinguish the contributions of acetic and formic acids in rainwater (an impossible task in PT-NLR method), but total strong acids, ammonium and bicarbonate are determined as well, beside the total ionic content of species not involved acid-base equilibria. Rainwater samples were also analysed by capillary zone electriphoresis equipment with contactless conductometric detection (CZE-CCD), as decribed in literature, regarding the major cations and anions. An improved CE method for anions was developed to afford the simultaneous determination of HCO3-. Validation of results was made with the reference method of ion chromatography. Although in many samples some analytes are low and close to the quantification limits od CZE-CCD, PT-NLR and CT-NLR, satisfactory agreement was achieved between values obtained by the three techniques for strong acids, weak acids, ammonium and bicarbonate.

Apesar de seu início promissor, a miniaturização da cromatografia líquida tem se desenvolvido de forma lenta devido à dificuldade em adquirir colunas e equipamentos adequados à técnica. Nos últimos anos, o interesse nesta área da cromatografia tem sido crescente em decorrência das inúmeras vantagens proporcionadas pelo uso de colunas com diâmetro interno reduzido. Ainda que as colunas capilares se encontrem disponíveis comercialmente, sua produção em laboratório pode reduzir custos. Vários parâmetros de grande importância na cromatografia, como o tempo de retenção dos analitos e a pressão do sistema, sofrem variações quando a temperatura da coluna é alterada. Em cromatografia líquida capilar, a aplicabilidade da programação de temperatura é uma alternativa viável, uma vez que a distribuição de calor no interior das colunas ocorre de maneira rápida e uniforme. Os detectores espectrométricos de massas são considerados os mais adequados a esta técnica, pois permitem o monitoramento de compostos presentes em amostras pouco concentradas. Em decorrência do alto custo e indisponibilidade destes em alguns laboratórios, as pesquisas instrumentais nesta área têm empregado detectores mais simples, como os baseados na absorção de luz ultravioleta. Contudo o diâmetro interno reduzido das colunas capilares e, por consequência, o baixo volume de injeção da amostra tornam necessário que as celas de detecção sejam apropriadamente dimensionadas para que não ocorra excessivo alargamento dos picos cromatográficos. Desta maneira, o presente trabalho visa o desenvolvimento de colunas empacotadas e monolíticas, bem como a produção de celas de detecção adequadas ao uso em sistemas destinados à cromatografia líquida capilar. O estudo de algumas variáveis de empacotamento permitiu a obtenção de colunas com excelente eficiência. As fases estacionárias monolíticas foram confeccionadas pelo método sol-gel e utilizadas para promover separações bastante rápidas. Uma das celas de detecção produzidas obteve ótimo desempenho quando comparada a duas celas comerciais comumente empregadas em sistemas miniaturizados. A programação de temperatura foi aplicada durante a separação de tetraciclinas e esteróides, sendo estas análises obtidas com maior rapidez quando comparadas às realizadas sob condições isotérmicas. / In spite of its promising start, the miniaturization of liquid chromatography has developed slowly due to the difficulties in obtaining appropriate columns and equipments suitable to this technique. In recent years, interest in this area of chromatography has been increasing due to the several advantages afforded by the use of columns with reduced internal diameter. Although the capillary columns are commercially available, its in-house production can reduce costs. Several parameters of great importance in chromatography, such as the retention time of analytes and the pressure of the system vary widely when the column temperature is changed. In capillary liquid chromatography the applicability of temperature programming is a viable alternative since the heat distribution across the column occurs quickly and uniformly. Mass spectrometric detectors are considered the most suitable for this technique since they allow the monitoring of compounds in low concentrated samples. Due to the high cost and unavailability of these instruments in some laboratories, instrumental research in this area has been using the simpler detectors, such as those based on the absorption of ultraviolet light. However, the reduced internal diameter of capillary columns and, consequently, the low injection volume of sample imply an appropriate dimensioning of the detection cell, so that excessive broadening of chromatographic peaks is avoided. Thus, this work aims with the development of monolithic and packed columns, as well as the production of suitable cells for the use in detection systems for capillary liquid chromatography. The study of some packing variables allowed to obtain columns with excellent efficiency. Monolithic stationary phases were prepared by sol-gel process and were used to promote very fast separations. One of the obtained detection cells produced good performance when compared to two commercial cells commonly used in miniaturized systems. Temperature programming was applied for the separation of tetracyclines and steroids, at higher speed when compared to those obtained under isothermal conditions.