A análise de fármacos é fundamental nas diversas fases do desenvolvimento farmacêutico, tais como em estudos de formulação, estabilidade e controle de qualidade do produto. O mesilato de gemifloxacino (MGF), liberado para uso clínico no Brasil em novembro de 2006 com o nome comercial de Factive®, é uma fluorquinolona indicada para o tratamento da exacerbação aguda da bronquite crônica e da pneumonia adquirida da comunidade. A literatura pesquisada apresenta poucos relatos de determinação quantitativa e de estudos de estabilidade do fármaco em comprimidos revestidos. Anteriormente aos estudos, foi realizada a caracterização da substância química de referência (SQR) de MGF por espectrofotometria no infravermelho (E IV), ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN 1H) e carbono (RMN 13C), análise térmica por calorimetria exploratória de varredura (DSC) e determinação da faixa de fusão. Métodos analíticos para determinação qualitativa e quantitativa foram desenvolvidos e validados por espectrofotometria na região do ultravioleta (E UV) e visível (E VIS), cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), eletroforese capilar (EC) e ensaio microbiológico pelo método de cilindros em placas. A validação de um método de dissolução baseado em dados in vivo do fármaco também foi realizada. A elucidação do produto de degradação isolado em condições alcalinas foi realizada por E IV, RMN de 1H, 13C e correlação (COSY, HSQC e HMBC), espectrometria de massas (EM) e emissão atômica. Estudos de citotoxicidade, fototoxicidade, genotoxicidade e fotogenotoxicidade foram empregados para conhecimento da toxicidade dos produtos analisados. / The drug analysis is essential in all areas of the pharmaceutical development, such as during formulation studies, stability and quality control of the product. Gemifloxacin mesylate (GFM), approved for clinical use in Brazil in November of 2007 with the commercial name of Factive®, is a fluoroquinolone prescribed for the treatment of acute exacerbations of chronic bronchitis and community-acquired pneumonia. The research literature shows a few studies of quantitative determination and stabilities studies of the drug in coated tablets. Previously, it was performed the characterization of the reference chemical substance of GFM by infrared spectrometry (IR), nuclear magnetic resonance of 1H (1H NMR) and 13C (13C NMR), thermal analysis by differential scanning calorimetry (DSC) and determination of the melting range. Analytical methods for qualitative and quantitative determination were developed and validated by ultraviolet (UV) and visible (Vis) spectrophotometry, highperformance liquid chromatography (HPLC), capillary electrophoresis (CE) and microbiological assay applying the cylinder–plate method. The validation of the dissolution method based on in vivo data of the GFM was also performed. The elucidation of the isolate degradation product in alkaline conditions was performed by IR, 1H, 13C and correlation (COSY, HSQC and HMBC) NMR, and mass spectrometry (MS). Cytotoxicity, phototoxicity, genotoxicity and photogenotoxicity studies were carried out for the toxicity knowledge of the analyzed products.

Objetivos: os objetivos gerais deste trabalho foram desenvolver, validar e comparar métodos indicativos de estabilidade para a análise do cloridrato de butenafina (BTF), matéria-prima e forma farmacêutica, bem como determinar a cinética de degradação do fármaco em condição de estresse. Adicionalmente, o trabalho visou à validação de método para avaliar e comparar a penetração/permeação cutânea da BTF de diferentes formulações. Métodos: Um método indicativo de estabilidade para análise da BTF por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) foi desenvolvido e validado, conforme normas do ICH. A cinética de degradação do fármaco (matériaprima e creme) frente à luz UVC foi determinada. Testes para o desenvolvimento de método quantitativo por eletroforese capilar para a análise do fármaco isoladamente e presente na formulação foram realizados. O método analítico cromatográfico previamente desenvolvido para a formulação semi-sólida foi validado para a quantificação de BTF na pele suína. Em seguida, as penetrações/permeações cutâneas do fármaco utilizando células de Franz foram analisadas visando à comparação de duas formulações comerciais (uma delas brasileira e a outra americana). Resultados e Conclusões: O método de CLAE indicativo de estabilidade desenvolvido demonstrou ser adequado para a determinação da substância ativa na formulação mesmo na presença de produtos de degradação, bem como para a quantificação do fármaco na pele suína e no fluído receptor. Os principais fatores extrínsecos que promovem a degradação do fármaco foram estabelecidos: luz, oxidação e meio básico (este último somente na presença de excipientes). A determinação da cinética de fotodegradação como sendo de primeira ordem demonstra que o processo é dependente da concentração do fármaco, reforçando a necessidade de proteção frente à luz. Já o método por eletroforese capilar mostrou-se não específico frente à formulação placebo simulado, inviabilizando seu uso para o creme. Na avaliação da permeação cutânea das formulações brasileira e americana não foi detectada presença considerável do fármaco no fluído receptor para ambos os produtos. Já na verificação da penetração, não houve diferença significativa na retenção do fármaco na epiderme, entretanto, na derme a diferença foi estatisticamente significativa, com maior concentração retida na análise da formulação americana (α = 0,05). / Objectives: The aim of the present work was to develop, validate and compare stability indicating methods to quantify butenafine hydrochloride (BTF), raw material and commercial cream, as well as to establish the degradation kinetics of the drug in a stress condition. Also, the study had the goal of validating a method to assess and compare the cutaneous permeation/penetration of two different formulations. Methods: A stability-indicating method for the analysis of BTF by high performance liquid chromatography (HPLC) was developed and validated according to the ICH guidelines. The degradation kinetics of the drug (raw material and cream) under the UVC light was determined. Analyzes to develop and validate an analytical method by capillary electrophoresis, to quantify the drug by itself and in the cream, were performed. The chromatographic method previously developed for the semi-solid product was validated to quantify the drug in porcine skin. Then, the cutaneous permeation/penetration of BTF, through the Franz-type cell, was analyzed to compare two different commercial formulations (one of them is Brazilian and the other is American). Results and Conclusions: The developed stability-indicating method was adequate to determine the active substance in the formulation even in the presence of the degradation products, as well as to quantify the drug in porcine skin and in the receptor fluid. The main extrinsic factors that promote the drug degradation were established: light, oxidative and basic media (the last in the presence of the excipient ingredients). The photodegradation kinetics was determined as first order showing that the process is dependent on the drug concentration, reaffirming the necessity of protection against light. The method by capillary electrophoresis was not specific considering the placebo formulation, hindering its use to the cream. During the cutaneous permeation analysis, no drug was found in the receptor media of both the Brazilian and the American formulations. No difference was verified to the epidermis, although to the dermis there was a statistical distinction as the concentration of retained drug from the American formulation was higher (α = 0,05).

Orientador: Delia B. Rodriguez-Amaya / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T23:31:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Peres_RenatoGarcia_D.pdf: 1331591 bytes, checksum: dd871bdf16f75c9e9198ba86cdd4a2c1 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Considerando que os artigos de pesquisa desta tese já estão em inglês e na forma para serem enviados aos periódicos internacionais, nos quais os resumos estão restritos a 100 ou 200 palavras, nesta seção, os resumos estão apresentados com maiores detalhes para uma apreciação melhor dos trabalhos e dos seus resultados. Devido à grande abrangência dos trabalhos, e para facilitar a leitura, os resumos estão apresentados em parágrafos separados, em vez de um único parágrafo. Os chás verde e preto (Camellia sinensis) são bebidas muito consumidas mundialmente. Na última década, estas bebidas têm sido alvo de investigação intensa devido a seus possíveis efeitos benéficos à saúde, atribuídos aos compostos fenólicos. Catequinas e teaflavinas são os fenólicos mais importantes em chá verde e chá preto, respectivamente. Têm sido também atribuídas a infusões de chá mate (Ilex paraguariensis), bebidas bastante consumidas no Brasil, atividades biológicas promotoras da saúde, possivelmente devido aos compostos derivados cafeoilquínicos e outros fenólicos. Portanto, o Capítulo 1 é um artigo de revisão que discute os avanços na instrumentação e metodologia analítica aplicadas aos compostos fenólicos em chás. Técnicas analíticas modernas, como cromatografia líquida de alta eficiência, espectrometria de massas e eletroforese capilar têm fornecido dados importantes sobre a composição destes compostos nas bebidas mencionadas. Compostos fenólicos ocorrem abundantemente em vinhos e têm sido alvo de inúmeras pesquisas científicas nos últimos anos devido aos supostos benefícios à saúde. Ácidos orgânicos exercem influência direta na qualidade e propriedades sensoriais de vinhos, bem como na sua estabilidade e controle microbiológico. A determinação de ambos compostos é, portanto, de extrema importância. Uma revisão da literatura (Capítulo 2) mostra que a eletroforese capilar vem substituindo gradativamente a cromatografia líquida de alta eficiência com vantagens de baixo custo operacional, baixo consumo de solventes, rapidez, simplificação no preparo das amostras, etc. Com fenólicos, a eletroforese capilar tem sido utilizada com sucesso para a determinação de isômeros do resveratrol, ácidos fenólicos e flavonóides. Em ácidos orgânicos, sua utilização se dá nos modos de detecção direta e indireta. ¿Chimarrão¿ e ¿tererê¿ são infusões de erva mate (Ilex paraguariensis) largamente consumidas na América do Sul. O artigo do Capítulo 3 descreve a aplicação de HPLCDAD- ESI/MS na identificação e quantificação de ácidos cafeoilquínicos (CQA), glicosídeos de flavonóis e purina alcalóides nestas bebidas. Infusões foram preparadas de amostras comerciais de Ilex paraguarienses do Sul do Brasil. Os ácidos cafeoilquínicos, 4,5-diCQA, 3-CQA, 5-CQA e 4-CQA foram os principais compostos, 238-289, 153-242, 183-263 e 123-188 µg/mL, respectivamente, em chimarrão, e 206-265, 122-218, 164-209, 103-169 µg/mL, respectivamente, em tererê. Cafeína também foi encontrada em altas quantidades. Os glicosídeos de quercetina e kaempferol estavam presentes em níveis baixos. A atividade antioxidante individual foi determinada por um sistema ¿on-line¿ que mede a habilidade da substância sequestrar o radical ABTS.+, revelando que a capacidade antioxidante não foi proporcional às concentrações dos compostos fenólicos. 3-O-CQA, quercetina-3-O-ramnosilglucosídeo e quercetina-3-O-glucosídeo tiveram maior contribuição para a capacidade antioxidante, embora os glicosídeos de quercetina estavam em teores mais de 10 vezes menores que o 3-O-CQA. O Capítulo 4 teve dois objetivos: (1) comparar a quantificação de flavonóis nas formas glicosidicas e agliconas, e (2) comparar a composição de fenólicos e metilxantinas de mates retiradas em dois pontos da produção e entre as infusões chimarrão e tererê. O método quantitativo utilizado para as agliconas obtidas por hidrólise e aquele usado para glicosídeos, outros fenólicos e metilxantinas tiveram bom desempenho, medido em termos de linearidade, limites de detecção e quantificação, recuperação e repetitividade. Para as 13 amostras analisadas, nas duas infusões, resultados equivalentes foram obtidos para quercetina e kaempferol, nas formas glicosídicas e agliconas. Os teores dos analitos foram todos maiores no chimarrão em comparação ao tererê. Em ambas infuses, os níveis de fenólicos e metilxantinas foram significativamente maiores nos mates obtidos diretamente dos produtores que nas amostras comerciais, indicando que perdas ocorreram nas etapas adicionais do processamento e durante a estocagem das amostras obtidas diretamente dos produtores. Um método rápido por RF-MEKC modificado com ß-ciclodextrina sulfatada foi desenvolvido e validado para a determinação de cinco catequinas em chá verde (Capítulo 5). O eletrólito otimizado consistiu de 0.2% trietilamina, 50 mmol/L SDS e 0.8% s-ß-CD (pH=2,9). Os padrões e as amostras foram injetados em 0,6 psi por 5 segundos sob voltagem constante de -30 kV. O preparo da amostra envolveu a extração de 2g de chá com 200mL de água a 95oC sob agitação constante por 5 min. O método demonstrou excelente desempenho com limites de detecção e quantificação de 0,02 a 0,1 µg/L e 0.1 a 0,5 µg/mL, respectivamente, e recuperação de 94 a 101%. O método foi utilizado para analisar infusões de chás verdes comercializados no Brasil. Epigalocatequina galato (23,4-112,4 µg/mL) foi o principal componente, seguido por Epigalocatequina (18,4-78,9 µg/mL), Epicatequina galato (5,6-29,6 µg/mL), Epicatequina (4,6-14,5 µg/mL) e Catequina (3,2-8,2 µg/mL). Foi desenvolvido e avaliado um método para determinação simultânea da estilbeno resveratrol, quatro ácidos fenólicos e cinco flavonóides em vinhos por eletroforese capilar (CE) (Capítulo 6). A composição do eletrólito e as condições instrumentais foram otimizadas, usando um planejamento fatorial 27-3 e análise de superfície de resposta, mostrando TBS (tetraborato de sódio) / metanol como a variável mais influente. As condições eletroforéticas ótimas, minimizando os valores de CRS, consistiram de 17 mmol/L TBS com 20% MeOH como eletrólito, voltagem constante de 25 kV, injeção hidrodinâmica a 50 mBar por 3 segundos e temperatura de 25oC. Os valores de R2 para linearidade foram igual ou maior que 0,99. Os limites de detecção e quantificação foram de 0,01 a 0,03 e de 0,04 a 0,08 mg/L, respectivamente. Os coeficientes de variação para os tempos de migração e áreas dos picos, obtidos por 10 injeções consecutivas, foram menores de 2%. A recuperação variou de 97 a 102%. O método foi aplicado a 23 diferentes tipos e marcas de vinhos brasileiros. Um método por eletroforese capilar para os ácidos orgânicos mais importantes em vinho foi desenvolvido e validado (Capítulo 7). O eletrólito otimizado consistiu de 10 mmol/L de ácido 3,5-dinitrobenzóico (DNB) a pH 3,6, com 0,2 mmol/L de brometo de cetiltrimetilamônio para inversão de fluxo. O DNB foi escolhido porque tem mobilidade efetiva semelhante aos analitos, boa capacidade tamponante a pH 3,6 e características cromofóricas para detecção indireta. O preparo da amostra envolveu apenas diluição e filtração. O método demonstrou bom desempenho: linearidade (R2 > 0,99) na faixa de concentração avaliada (6 a 285 mg/L); limites de detecção e quantificação de 0,64 a 1,55 mg/L e de 2,12 a 5,15 mg/L, respectivamente; tempo de análise de 5,5 minutos. Os coeficientes de variação, em relação aos tempos de migração e as áreas dos picos, foram abaixo de 5%. As porcentagens de recuperação variaram de 95 a 102%. O método foi aplicado a 23 tipos e marcas de vinhos brasileiros, confirmando a boa repetibilidade e demostrando a grande variação nas concentrações dos ácidos orgânicos / Abstract: Green and black teas (Camellia sinensis) are widely consumed beverages in the entire world. In the last decade, these beverages have been the subject of intense investigations in relation to their possible beneficial effects on health. Catechins and theaflavins are the most important phenolics in green and black tea, respectively. Health promoting have also been attributed to the infusions of mate, beverages widely consumed in Brazil, probably due to caffeoylquinic derivatives and other phenolics. Chapter 1 reviews advances in instrumentation and analytical methodology applied to phenolic compounds in teas. Modern analytical techniques, such as high performance liquid chromatography (HPLC), mass spectrometry (MS) and capillary electrophoreses (CE), have provided important data about the composition of these compounds in the above mentioned beverages. Phenolic compounds occur in abundance in wine and have been the object of intense research in recent years because of their potential benefits to health. Organic acids have a direct influence on the quality and sensory properties of wine, as well as in their stability and microbial control. The determination of phenolic compounds and organic acids of wine is, therefore, of paramount importance. A review of the literature (Chapter 2) shows that capillary electrophoresis is gradually substituting high performance liquid chromatography, with the advantages of low operational cost, low solvent consumption, short analysis time, minimal sample preparation, etc. With phenolics, CE has been successfully used for the determination of resveratrol isomers, phenolic acids and flavonoids. With organic acids, this technique has been employed in the direct and indirect mode. ¿Chimarrão¿ and ¿tererê¿ are mate (Ilex paraguariensis) infusions widely consumed in South America. This paper (Chapter 3) describes the application of HPLC-DADESI/ MS in the identification and quantification of caffeoylquinic acids (CQA), flavonol glycosides and purine alkaloids in these beverages. Infusions were prepared from commercial samples of Ilex paraguarienses from Southern Brazil. The cafeoylquinic acids, 4,5-diCQA, 3-CQA, 5-CQA, and 4-CQA were the major compounds, having 238-289, 153- 242, 183-263, and 123-188 µg/mL, respectively, in chimarrão and 206-265, 122-218, 164- 209, 103-169 µg/mL, respectively in tererê. Caffeine also had high amounts while glycosides of quercetin and kaempferol were found at much lower levels. The individual antioxidant activity was determined by an on-line system that measured their ABTS.+ radical scavenging activity, showing that the antioxidant capacity was not proportional to the concentrations of the phenolic compounds. 3-O-CQA, quercetina-3-Oramnosylglucoside, and quercetina-3-O-glucoside were the major contributors to the antioxidant capacity, although the quercetin glycosides had concentrations less than 10 times that of 3-O-CQA. Chapter 4 had a two-fold objective: (1) compare quantification of flavonols in the glycosidic and aglycone forms, and (2) compare the phenolic and purine alkaloid composition of mate samples taken from two stages of industrial production and of hot and cold infusions. The HPLC quantitative method used for the quantification of the flavonol aglycones obtained by hydrolysis and that used for quantifying the glycosides, other phenolics and the purine alkaloids performed well. Both methods showed good linearity, limits of detection and quantification, recovery and repeatability. For all thirteen samples, analyzed as hot or cold infusion, equivalent results were obtained for quercetin and kaempherol, thus these flavonols are amenable to quantification either in the glycoside or aglycone form. The levels of all the analytes in all the samples were lower in the cold infusion. In both infusions the phenolic and purine alkaloid concentrations were significantly higher in the samples obtained from the producers than in the commercial samples, indicating that losses occurred in the additional processing step and during storage of the later samples. A fast RF-MEKC method modified by sulfated-ß-cyclodextrin was developed and validated for the determination of catechins in green tea (Chapter 5). The optimal electrolyte consisted of 0.2% triethylamine, 50 mmol/L SDS and 0.8% s-ß-CD (pH=2.9). The samples and standards were injected at 0.6 psi for 5 s under constant voltage of -30 kV. Sample preparation involved extraction of 2 g of tea with 200 mL water at 95oC under constant stirring for 5 min. The method demonstrated excellent performance, with LOD and LOQ of 0.02 to 0.1 and 0.1 to 0.5 µg/mL, respectively, and recovery percentages of 94 to 101%. The method was applied to six samples of Brazilian green tea infusions. Epigallocatechin gallate (23.4-112.4 µg/mL) was the major component, followed by epigallocatechin (18.4-78.9 µg/mL), epicatechin gallate (5.6-29.6 µg/mL), epicatechin (4.6- 14.5 µg/mL) and catechin (3.2-8.2 µg/mL). In Chapter 6, a method for simultaneously determining the stilbene resveratrol, four phenolic acids and five flavonoids in wine by capillary electrophoresis (CE) was developed and evaluated. The CE electrolyte composition and instrumental conditions were optimized using 27-3 factorial design and response surface analysis, showing TBS (tetraborate)/MeOH as the most influential variables. The optimal electrophoretic conditions, minimizing the chromatographic resolution statistic (CRS) values, consisted of 17 mmol/L TBS with 20% methanol as electrolyte, constant voltage of 25 kV, hydrodynamic injection at 50 mbar for 3s and temperature of 25oC. The R2 values for linearity were equal to or higher than 0.99; limits of detection and quantification were 0.01 to 0.03 and 0.04 to 0.08, respectively. Coefficients of variation for migration time and peak area obtained from ten consecutive injections were less than 2% and recoveries varied from 97 to 102%. The method was applied to 23 different samples of Brazilian wines. A capillary electrophoresis method for six organic acids in wine was developed and validated (Chapter 7). The optimal electrolyte consisted of 10 mmol/L 3,5-dinitrobenzoic acid (DNB) at pH 3.6 with 0.2 mmol/L cetyltrimethylammonium bromide as flow reverser. DNB was chosen because it had effective mobility similar to the organic acids, good buffering capacity at pH 3.6 and good chromophoric characteristics for indirect detection. Sample preparation involved dilution and filtration. The method showed good performance characteristics: linearity at 6 to 285 mg/L (r> 0.99); detection and quantification limits of 0.64 to 1.55 and 2.12 to 5.15 mg/L, respectively; separation time of less than 5.5 min. Coefficients of variation for ten injections was less than 5% and recoveries varied from 95 to 102%. Application to 23 samples of Brazilian wine confirmed good repeatability and demonstrated wide variation in the organic acid concentrations / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-01-09T14:43:53Z No. of bitstreams: 1 rafaelmarques.pdf: 2550703 bytes, checksum: 4694887625f47f1d8d4f3dbed5d78f1d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-01-23T11:20:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rafaelmarques.pdf: 2550703 bytes, checksum: 4694887625f47f1d8d4f3dbed5d78f1d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-23T11:20:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rafaelmarques.pdf: 2550703 bytes, checksum: 4694887625f47f1d8d4f3dbed5d78f1d (MD5) Previous issue date: 2017-09-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta tese de doutorado aborda o preparo, a caracterização e a utilização de fases estacionárias monolíticas para uso em colunas de separação cromatográfica em escala capilar. As fases estacionárias foram preparadas pela polimerização do monômero 3-(metacriloxipropil)-trimetoxisilano em duas etapas envolvendo primeiramente um processo sol-gel e depois um processo de adição radicalar fotoiniciado. A fotopolimerização foi feita in situ em capilares de sílica fundida transparentes à radiação UV com 100 μm de diâmetro interno. As colunas produzidas foram aplicadas qualitativamente com sucesso na separação de cinco hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e três hormônios esteroides, tanto por cromatografia a líquido capilar quanto por eletrocromatografia capilar em um equipamento de eletroforese capilar. A eletrocromatografia foi usada para analisar quantitativamente uma amostra de emulsão transdérmica contendo estriol e 17-β-estradiol. Como tentativa de melhorar a separação entre alguns analitos, foi feita a modificação do polímero adicionando o monômero benzil metacrilato, porém sem sucesso. As colunas foram caracterizadas com relação à sua homogeneidade física usando um microscópio óptico e um detector condutométrico sem contato capacitivamente acoplado. O detector foi usado como um scanner não invasivo deslocando-se longitudinalmente ao longo da coluna externamente ao capilar. A caracterização química do polímero foi feita através da espectroscopia de ressonância magnética nuclear no estado sólido dos núcleos de 13C e de 29Si. Foi possível propor uma estrutura para o arranjo da cadeia carbônica e o grau de substituição do grupo silil indicando a reticulação das cadeias poliméricas através da formação de dímeros e trímeros condensação de grupos alcoxisilanos. / This doctoral thesis adresses the preparation, characterization and use of monolithic stationary phases for chromatographic separation columns in capillary scale. The stationary phases were prepared by polymerizing the 3- (methacryloxypropyl) trimethoxysilane monomer in two steps involving a sol-gel process followed by a photoinitiated radical addition. The photopolymerization was carried out in UV transparent coating fused silica capillaries with 100 μm of internal diameter. The columns were applied in the qualitative separation of five polycyclic aromatic hydrocarbons and three steroid hormones, both by capillary liquid chromatography and capillary electrochromatography in a capillary electrophoresis equipment. Electrochromatography was used to quantitative analyzis of a transdermal emulsion sample containing estriol and 17-β-estradiol. In an attempt to improve the separation between some analytes, the polymer was modified by adding the benzyl methacrylate monomer, but without success. The columns were characterized with respect to their physical homogeneity using an optical microscope and a capacitively coupled contactless conductivity detector. The detector was used as a non-invasive scanner moving longitudinally along the column externally to the capillary. The chemical characterization of the polymer was done by the solid state 13C and 29Si nuclear magnetic resonance spectroscopy. It was possible to propose a carbon chain strucuture and the substitution degree of the silyl group indicating the cross-linking of the polymer chains through the formation of dimers and trimers by condensation of the alkoxysilane groups.

Submitted by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2016-10-03T14:17:36Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Eunício de Oliveira Lobo Junior - 2016.pdf: 5628245 bytes, checksum: cb5cfdfdb21a0a9bed0292decf6c094f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2016-10-03T14:18:22Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Eunício de Oliveira Lobo Junior - 2016.pdf: 5628245 bytes, checksum: cb5cfdfdb21a0a9bed0292decf6c094f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-03T14:18:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Eunício de Oliveira Lobo Junior - 2016.pdf: 5628245 bytes, checksum: cb5cfdfdb21a0a9bed0292decf6c094f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-03-10 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / This report describes the development of two alternative platforms for electrophoretic runs in microsystems. Firstly, the development of a hybrid capillary system that dispenses microfabrication steps is presented using fused silica capillaries interconnected by a commercial crossed shape interface. This hybrid system was coupled with contactless conductivity detector (C4D) to allow the determination of inorganic cations in biological samples. Electrokinetic sample injection was performed through gated mode approach for the first time in this arrangement. Operational parameters such as: (i) wave frequency and amplitude applied in C4D system, (ii) electrical potential applied in injection, (iii) injection time, (iv) detection point, (v) effect of capillary conditioning as well as and (vi) recovery percentage were extensively investigated and optimized. Better separations of cationic mixture containing NH4+, K+, Na+, Ca2+ and Mg2+ were achieved using a buffer system composed of 50 mM Lactic Acid, 20 mM Histidine and 3 mM 18-crown-6 on a capillary with effective length of 14.5 cm. . Addition of internal standard was used to ensure analytical reproducibility and allow the recording of merit figures. Linear behaviors were observed in concentration ranges between 10 and 100 M for NH4+, K+, Ca2+ e Mg2+, and 20-200 M for Na+. The limit of detection values calculated were 3.75 μM (NH4+), 3.70 μM (K+), 7.50 μM (Na+), 5.00 μM (Ca2+) and 5.35 μM (Mg2+). The concentration levels achieved for cations in biological samples ranged from 4,1 μM to 200 μM. Besides the hybrid system, this report also describes the development of an alternative methodology for the fabrication of high-relief masters for soft-lithography in poly(dimethylsiloxane) (PDMS) substrate. One of the innovative features makes reference to the use of low cost commercial photoresist from textile industry - poly(vinyl acetate) (PVAc) - which exhibits low toxicity. PVAc films were deposited on printed cirtuitry boards through the use of a homemade spincoater developed by desktop cooler, with rotation time control. This methodology allowed the production of high relief masters and PDMS channels with width and depth of 50 μm and 40 μm, respectively. Channels and masters profiles They were characterized with the following techniques: scan electron microscopy, perfilometry, optical and electrical. PDMS electrophoresis devices were successfully used for the separation of major inorganic cations. / Esta dissertação descreve o desenvolvimento de duas plataformas alternativas para a realização de eletroforese em microssistemas. Inicialmente é descrita um sistema eletroforético híbrido que dispensa etapas de microfabricação utilizando capilares de sílica fundida, conectados por uma interface comercial com formato em cruz. Este sistema capilar híbrido foi acoplado com detecção condutométrica sem contato (C4D) e aplicado na determinação de cátions inorgânicos (NH4+, K+, Na+, Ca2+, Mg2+) em amostras biológicas. A injeção de amostras foi realizada eletrocineticamente no modo gated, sendo o primeiro estudo em capilares utilizando esta modalidade de injeção. Foram avaliados os parâmetros operacionais de funcionamento do sistema incluindo (i) frequência e amplitude da onda senoidal aplicada ao sistema de detecção, (ii) potencial elétrico aplicado na injeção, (iii) tempo de injeção, (iv) composição do tampão, (v) ponto de detecção, (vi) efeito do condicionamento do capilar e (vii) recuperação. As melhores separações para uma mistura contendo os cátions inorgânicos foram obtidas usando-se um sistema tamponante composto de ácido lático 50 mM, histidina 20 mM e éter coroa (18-crown-6) 3 mM em um capilar com comprimento efetivo de 14,5 cm. As figuras de mérito analítico foram obtidas a partir da adição do íon Li+ como padrão interno, o qual assegurou confiabilidade nas análises quantitativas. A partir da otimização dos parâmetros analíticos, as curvas analíticas para os íons NH4+, K+, Ca2+ e Mg2+ exibiram comportamento linear (R2>0,99) na faixa de 10-100 M enquanto a curva analítica para o íon Na+ proporcionou resposta linear na faixa de 20-200 M. Os limites de detecção encontrados para os cinco cátions foram entre 3,75 μM (NH4+), 3,75 μM (K+), 7,50 μM (Na+), 5,00 μM (Ca2+) e 5,35 μM (Mg2+). O sistema desenvolvido foi explorado para a determinação dos cátions inorgânicos em amostras de urina, saliva e lágrimas. As concentrações encontradas nas amostras biológicas variaram de 4,1 μM a 200 μM. Além do sistema híbrido, a dissertação também apresenta uma metodologia de baixo custo para produção de moldes em alto relevo para litografia suave em poli(dimetilsiloxano) (PDMS). A principal inovação é o uso de fotoresiste de baixo custo, que se trata de uma emulsão fotossensível de poli(acetato de vinila) (PVAc) utilizada na indústria têxtil e que apresenta baixa toxicidade. Outra inovação é o controle da altura dos moldes utilizando um spincoater de produção própria, com controle de tempo de rotação. Com esta metodologia foram produzidos moldes em alto relevo, e microchips em PDMS com 50 μm de largura e 40 μm de altura. Foram realizadas separações eletroforéticas dos cátions NH4+,K+,Na+,Ca2+,Mg2+e Li+. As eficiências de separação variaram entre 73.000 e 120.000 pratos/m. O que comprova que a metodologia alternativa apresenta aplicabilidade microfluídica

Em eletroforese capilar, a reprodutibilidade depende essencialmente da manutenção do sinal e no tempo de migração das espécies. A alteração do fluxo eletrosmótico (EOF) entre corridas é um dos principais fatores que afetam esses parâmetros. Nesse trabalho, é proposto um sistema de monitoramento do EOF baseado em marcas térmicas (TMs), que consistem em sinais presentes em um eletroferograma devido a uma perturbação do eletrólito de corrida ocasionada por um breve aquecimento (da ordem de 100 ms) de uma pequena porção do capilar (aproximadamente 1 mm), sob ação do campo elétrico. O dispositivo responsável pelo aquecimento que se mostrou mais eficiente consistiu em um resistor SMD de 15 Ω sobre o qual 5 V eram aplicados para gerar aquecimento. Estudos sobre a origem das TMs sugerem que o fenômeno está relacionado às mudanças do número de transporte das espécies devido à variação de temperatura. Essas conclusões foram baseadas na comparação do perfil dos sinais de TM com valores de número de transporte, além de estudos envolvendo simulação computacional. Diversas aplicações para as marcas térmicas foram propostas: correção de variação de tempo de migração devido a alterações do EOF, medida direta do EOF e para otimização de parâmetros do detector condutométrico sem contato. As TMs revelaram-se, então, um sistema prático e de fácil implementação, que pode ser utilizado como uma espécie de padrão interno. Adicionalmente, o emprego das TMs em um novo sistema de injeção de amostra, chamado de injeção térmica, foi também proposto. A vantagem desse tipo de injeção consiste na minimização de problemas de contínua introdução de amostra no canal de separação em microchip-CE. Para realizar essa injeção, o capilar é preenchido com a amostra diluída em um eletrólito de corrida e a injeção ocorre quando uma TM é gerada. Estudos com soluções de NaCl apresentaram faixa de resposta linear entre 10 µmol L-1 e 1 mmol L-1 para sódio. Entretanto, problemas de interferência sobre a sensibilidade e a mobilidade dos analitos foram obstáculos enfrentados. Também foi alvo de estudo o emprego da injeção térmica em uma técnica de multiplexação para aumento de relação sinal/ruído, baseado em um novo algoritmo. Embora o modelamento matemático tenha sido eficiente para decodificação de sinais, não foi possível obter o aumento na relação sinal/ruído almejado, pois o tempo de análise seria excessivamente longo. No entanto, a utilização da injeção térmica nesse tipo de estratégia mostrou-se bastante adequada, pois ela requer que diversas injeções sejam realizadas sequencialmente sem a interrupção do potencial de corrida, característica que esse sistema de injeção permite. Posteriormente, a implementação de estratégias que gerassem TMs em tempos mais curtos poderiam viabilizar a técnica. Finalmente, a utilização de TMs como ferramenta para obtenção de constantes físico-químicas, como pKa e mobilidade por exemplo, utilizando a eletroforese capilar mostra-se como uma grande perspectiva para a técnica / In capillary electrophoresis, reproducibility depends essentially on the maintenance of the signal and the migration time when the analysis of the same sample is repeated. Variations in the electroosmotic flow (EOF) between runs are one of the major factors affecting these parameters. In this work, a new approach to monitor the EOF based on thermal marks (TMs) is proposed. TM consists in a signal present in the electropherogram caused by heating (typically 100 ms) a small portion of the capillary (approximately 1 mm), while the electric field is applied. The most effective device to promote the heating was a 15-Ω SMD resistor, powered at 5 V. Studies about the origin of TMs suggest that the phenomenon is related to variations in the transport number of the species due to alterations in the temperature. This conclusion was based on comparison between the TM profile and the transport numbers values, as well as results from computer simulation. The proposed applications for TM include: correction in variations of migration times with alterations on EOF, EOF measurement and optimization of the parameters of contactless conductivity detection. Additionally, a new sample injection procedure, called thermal injection, was also proposed. The advantage of this injection consists in minimization of leakage problems related to the continuous introduction of the sample in the separation channel in microchip-CE. To perform the thermal injection, the capillary is completely filled with the sample diluted in a BGE and the injection occurs with the generation of a TM. Studies with NaCl solutions presented extensive linear response range from 10 µmol L-1 to 1 mmol L-1. However, interference problems on sensibility and analytes mobilities appeared. The use of low-concentration solutions diminishes these problems. However, the analytical signal is also diminished, needing a strategy to raise the sensitivity. Thus, a multiplexing technique based on a new algorithm was also introduced in order to improve signal-to-noise ratio. Although the efficiency of the mathematic modeling on the signals decoding, the desired improvement of signal/noise ratio was not obtained, because the analysis time would be excessively high. However, the employment of the thermal injection seems to be very suitable for multiplexing, due to the possibility of performing several sequential injections with no interruption of the electric field. Afterwards, the implementation of fast velocity devices to generate TMs would enable the technique. Finally, the great perspective to applications of TM concerns in the use of TMs to obtain physical chemical constants, such as pKa and ionic mobilities. The present work describes values of ionic mobilities calculated to monopropyl carbonate, monoisopropyl carbonate, and hydronium.

A formação dos monoalquil carbonatos (MACs) em meio aquoso - produzidos pela reação de um álcool e bicarbonato foi investigada por eletroforese capilar (CE) com detecção condutométrica sem contato (C4D). Foram estudadas ao todo 29 substâncias, das quais 25 apresentaram formação de adutos aniônicos monocarregados e 2 delas, adutos aniônicos com dupla carga. A eletroforese capilar proporcionou a obtenção de medidas de propriedades físico-químicas. Através do tempo de migração, foram obtidos mobilidade, coeficiente de difusão e raio iônico hidratado. Para os n-álcoois de 1 a 5 átomos de carbono, os adutos apresentaram raio iônico hidratado entre 216 pm e 310 pm. Os MACs têm raio iônico proporcional ao do álcool gerador, sendo sistematicamente maiores devidos à anexação do grupo carbonato. Quando comparado a ácidos carboxílicos de cadeia carbônica similar, os MACs possuem menor raio iônico hidratado. A obtenção dos valores da cinética de formação e hidrólise foi possível pela utilização de dupla detecção condutométrica, a qual permitia determinar a concentração do MAC em dois momentos diferentes ao longo da coluna. Devido à impossibilidade de uma calibração direta - já que os sais de MACs se decompõem em água - foi introduzida uma nova técnica de calibração que dispensa o uso de uma solução padrão do analito em favor de uma com espécie de mobilidade similar. As constantes cinética e termodinâmica foram comparadas com aquelas disponíveis na literatura, mostrando boa concordância, como no caso dos adutos para o metanol e etanol (a 25 ºC em meio aquoso), cujos valores da constante termodinâmica sugeridos pela literatura são de 3,57 e 1,80, respectivamente, enquanto que os valores calculados em nosso trabalho são de 4,2 e 2,3, a 25ºC. De forma similar ao ácido carbônico, os ácidos alquilcarbônicos (ACAs) se decompõem em meio ácido, o que dificulta a determinação da verdadeira constante de dissociação. Ainda assim, estudos em pH de 3 a 9, permitiram estimar os valores de pKa dos ácidos derivados de metanol, etanol e propanol como estando algo abaixo de 4, o que estaria em acordo com o valor de 3,6 do ácido carbônico. A formação de MACs também foi observada para dióis, como o etileno glicol e polióis, como o glicerol e manitol. Foi também possível observar, por eletroforese capilar, a formação de adutos aniônicos monovalentes para açúcares, tais como a sacarose, glicose e frutose. Por fim, a pesquisa revelou a possibilidade da formação de adutos com dupla carga - os bis(carbonatos) - para alguns dióis: o 1,4-butanodiol e o 1,6-hexanodiol. Esta é a primeira vez que estas espécies foram observadas. Estes resultados sugerem a formação de adutos aniônicos para várias outras classes de compostos, as quais possuam a hidroxila na cadeia carbônica. Embora, em meio predominantemente aquoso, estas espécies não estejam em alta concentração, trata-se de um novo conjunto de espécies a serem consideradas quando se trabalha em condições propícias. / The formation of monoalkyl carbonates (MACs) in aqueous medium - resulting from an alcohol and bicarbonate - was investigated by using capillary electrophoresis with capacitively coupled contactless conductivity detection (C4D). Twenty nine substances were studied. The mono-charged anionic adducts were observed for 25 of them and double-charged species were observed for 2. Capillary electrophoresis allowed us to obtain some physical-chemical properties. The migration time was used to calculate the ionic mobility, coefficient of diffusion, and hydrodynamic radius. The radii ranged from 216 to 310 pm for the adducts formed from the n-alcohols of 1 to 5 carbon atoms, respectively. The MACs have radii proportional to the size of the alcohol, being systematically greater because of the attached carbonate group. When compared to carboxylic acids of similar carbonic chain, the MACs have smaller radii. The calculation of the kinetic constants was possible due to the double C4D detection, which allows quantitation of the MAC at two different moments along the capillary. Due to the decomposition of the MAC salt in water, a direct quantitation was not possible. Thus an indirect calibration approach was introduced, where the analyte is substituted by a stable species of similar mobility. Good agreement was obtained between the kinetic and thermodynamic constants obtained by this method and those ones available in literature. For instance, the methanol and ethanol adducts were 4.2 and 2.3 (at 25 ºC), respectively, while the literature\'s values are 3.57 and 1.80. Similarly to carbonic acid, the alkyl carbonic acids (ACAs) decompose in acid medium, which impairs the determination of the dissociation constant. Even so, studies from pH between 3 and 9 allowed us to estimate that the pKa values of the adducts for methanol, ethanol, and propanol are somewhat below 4, which is in agreement with the value 3.6 for the carbonic acid. MACs were also observed for diols and polyols as well as for sugars. Finally, double-charged species bis(carbonates) were formed with 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol. This is the first time that these species are reported. Although the concentrations of these species are not high in an aqueous medium, they form a new set of substance to be considered in aqueous solution when the conditions are favorable.

A monitorização terapêutica tem sido descrita como um recurso clínico valioso, na individualização do regime de dosagem, de acordo com a concentração do fármaco em amostras de plasma ou soro. O objetivo da monitorização terapêutica é assegurar a eficácia clínica e minimizar os efeitos adversos dos fármacos prescritos na clínica. A química analítica moderna tem sido direcionada para a simplificação dos métodos através da miniaturização dos sistemas analíticos, minimização do consumo de solvente orgânico e do volume da amostra. Neste contexto, metodologias analíticas utilizando as técnicas de microextração, extração sortiva em barra de agitação (SBSE) e microextração em sorvente empacotado (MEPS), juntamente com a eletroforese capilar em solução não-aquosa (NACE) foram desenvolvidas para fins monitorização terapêutica de antidepressivos inibidores seletivos da recaptação de serotonina (ISRSs: fluoxetina, sertralina, paroxetina e citalopram) em amostras de plasma de pacientes em terapia com ISRSs. Inicialmente foram padronizadas as condições eletroforéticas com detecção espectrofotométrica (UV) para análise simultânea dos ISRSs em amostras de plasma. Dentre as condições avaliadas (diferentes soluções de eletrólitos em meio aquoso e não aquoso, cromatografia eletrocinética micelar e NACE), a técnica NACE-UV foi a única que apresentou resolução dos fármacos adequada. Em seguida, otimizou-se as variáveis inerentes das técnicas de microextração (SBSE e MEPS), visando minimizar o tempo de análise e aumento da sensibilidade analítica. Para o método SBSE/NACE, as variáveis tempo e temperatura de extração, pH da amostra biológica e processo de dessorção foram otimizadas, já para o método MEPS/NACE, as variáveis, pH da amostra biológica, volume da amostra e número dos ciclos aspirar/dispensar foram otimizadas. A validação analítica foi realizada segundo as normas preconizadas pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), com adição de padrão de padrão interno às amostras de plasma enriquecidas com os antidepressivos em diferentes concentrações plasmáticas que contemplam o intervalo terapêutico dos ISRSs. Para avaliar a aplicabilidade das metodologias padronizadas, amostras de plasma de pacientes em terapia com os ISRSs foram analisadas. Os métodos padronizados (SBSE/NACE e MEPS/NACE) foram comparados ao método de referência (LLE/NACE), utilizando a extração líquido-líquido. As técnicas de microextração, quando comparadas à LLE, apresentaram as seguintes vantagens: a reutilização das fases extratoras, procedimentos de extração com reduzido número de etapas, menores volumes de amostras biológicas e de solventes orgânicos. Segundo os parâmetros de validação avaliados, os métodos SBSE/NACE e MEPS/NACE padronizados podem ser empregados nas análises dos antidepressivos (ISRSs) em amostras de plasma, para fins de monitorização terapêutica. / Therapeutic monitoring allows individualization of the dose regimen and has been indicated for the monitoring of well-established therapeutic intervals. In psychiatric disorders, most of the patients require that the plasmatic concentrations to be within a fixed range, so the disorders are kept under control and the adverse effects are acceptable. The aim of the therapeutic monitoring is ensure clinical effectiveness and minimization of adverse effects of drugs prescribed at the clinic. New trends in analytical chemistry have been directed towards simplification and miniaturization of analytical systems, and minimization of organic solvents and sample volume. In this work, analytical methodologies using microextraction techniques, such as stir bar sorptive extraction (SBSE) and microextraction by packed sorbent (MEPS), in conjunction with capillary electrophoresis in a nonaqueous background electrolyte (NACE) were developed for therapeutic drug monitoring of selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs: fluoxetine, sertraline, paroxetine and citalopram) in plasma sample of patients in therapy with SSRIs. First, the optimization of electrophoretic separation of the SSRIs was carried out to obtain simultaneous analysis of all antidepressants. Among the conditions evaluated (different background electrolytes in aqueous and nonaqueous medium, micellar electrokinetic capillary chromatography, and NACE), NACE-UV gave the best results. In the sequence, the optimization of the inherent variables of microextraction techniques (SBSE and MEPS)aiming analyses time minimization and increase of analytical sensibilitywas carried out. For SBSE/NACE methodology development the variables such as time of extraction, temperature of extraction, and matrix pH were optimized. For MEPS/NACE methodology the variables matrix pH and the volume of draw-eject cycles were optimized. Analytical validation was carried out in agreement with the norms of National Health Surveillance Agency (ANVISA) for both of the proposed methods, in different plasmatic concentrations, which completed the therapeutic interval. The developed methods (SBSE/NACE e MEPS/NACE) were compared to the reference method, using liquid-liquid extraction (LLE/NACE). Microextraction techniques, compared to LLE, gave the following advantages: reutilization of the extraction phase, fewer numbers of steps for extraction, reduction of sample volume, and less consumption of organic solvents. According to the evaluated validation parameters, the standardized methods SBSE/NACE and MEPS/NACE can be used in the analyses of antidepressants (SSRIs) in plasma sample for therapeutic drug monitoring purposes.

O uso de pesticidas constitui um importante aspecto na agricultura moderna, com inquestionável beneficio na produção agrícola. Porém a contaminação dos alimentos por pesticidas constitui um sério risco a saúde do consumidor. A determinação de resíduo de pesticidas em alimentos envolve procedimentos laboriosos, com elevado tempo de análise e várias etapas de pré-concentração. Neste trabalho, procedimentos alternativos de extração e pré-concentração para analise multiresíduo de pesticida em água, frutas e tubérculos foram desenvolvidos. A eletroforese capilar em seu modo MEKC em condições de alto e baixo fluxo eletrosmótico foi empregado para a otimização da separação de diferentes classes de pesticidas (triazinas, organofosforado, carbendamidazóis, feniluréia e carbamatos). A composição do eletrólito de separação otimizada para condições de alto EOF foi: 10 mmol L-1 de tetraborato de sódio (pH 9,3),50 mmol L-1 de SDS e 5% etanol e 5% propanol, enquanto que para condições de baixo EOF foi: 10 mmol L-1 de tampão fosfato (pH 2,5), 25 mmol L-1 de SDS e 10% metanol. Estratégias de pré-concetração on-line conhecida como sweeping (SW) e stacking nos modos de migração reversa das micelas (SRMM) e migração reversa com um plug de água (SWR) bem como as suas versões modificadas foram avaliadas, obtendo fatores de pré-concetração de variaram de 2,6 a 19 para o SW, 2,9 a 15 para o SRW e de 5,5 a 15 para o método SRMM modificado. Varias metodologias de extração envolvendo extração em fase sólida (SPE) e extração líquido-líquido (LLE) foram testada. A estratégia de extração por cloud point foi aplicada a uma amostra de abacaxi. O procedimento denominado dispersão da matriz em fase sólida (sigla inglesa MSPD), que minimiza o uso de solventes orgânicos e é de fácil implementação foi aplicado a amostras de cenoura. A combinação do SPE off-line e das estratégias de pré-concentração anteriormente mencionadas permitiram a determinação de alguns pesticidas na concentração de 0,1 &#181;g L-1 em amostras de água potável. O método de extração e clean-up MSPD seguida da análise de MEKC em alto EOF foi otimizado e algumas figuras de mérito foram estabelecidas baseados em protocolos de validação para análise de pesticidas (IAEA-FAO). Boa linearidade (r > 0,99) foi obtido para todos os pesticidas estudados, exceto para linuron e dimetoato. A precisão do método foi estimada através de testes de recuperação. Dois níveis de fortificação foram utilizados para a avaliação, foram obtidos recuperações de 51 a 89 % para o nível mais baixo e 67 a 100% para o maior nível. Foi obtida uma boa precisão intraensaio (CV < 15%). O método otimizado foi aplicado para análise multiresíduo de cenouras. Uma amostra adquirida no comércio local foi quantificada encontrando-se 0,88 mg kg-1 de simazina, 0,13 mg kg-1 de atrazina e 0,08 mg kg-1 de propazina. / The use of pesticides constitutes an important aspect of modem agriculture, with unquestionable impact on crop production. However, food contamination by pesticide residues is a serious risk for the consumer. The determination of pesticide residues in food usually involves laborious procedures, with time consuming sample clean up and preconcentration steps prior to the analysis. In this work, alternative methodologies for extraction, pre-concentration and analysis of pesticide multi-residue in water, fruits and tubers were developed. Capillary electrophoresis in its micellar mode (micellar electrokinetic Chromatography, MEKC) under low and high electroosmotic flow (EOF) conditions was used for the separation of pesticides from different chemical classes (triazines, organophosphorous, carbendamidazols, phenilurea and carbamates). Optimized electrolyte compositions were: high EOF - 10 mmol L-1 tetraborate (pH 9.3), 50 mmol L-1 SDS, 5 % ethanol and 5 % propanol; low EOF - 10 mmol L-1 phosphate buffer (pH 2.5), 25 mmol L-1 SDS and 10 % methanol. On-line preconcentration strategies for MEKC known as sweeping (SW) and stacking with reverse migrating micelles with (SRW) and without (SRMM) a plug of water prior to the sample plug as well as modified versions of SRW and RMM were evaluated and contrasted in terms of signal enhancement factor (peak height ratios) Signal enhancement factors for SW varied from 2,6 to 19 for SRW from 2,9 to 15, whereas for modified-SRMM from 5,5 to 15. Among the extraction methodologies, several procedures involving solid-phase extraction (SPE) and liquid-liquid extraction (LLE) were tested. It is worth mentioning a strategy based upon cloud point extraction, which was applied to pineapple samples and a procedure denominated matrix solid-phase dispersion (MSPD), which combines low cost, saves in solvents and easy implementation, applied to carrots. The combination of off-line SPE and the above mentioned on-line preconcentration strategies allowed the determination of selected pesticides in the 0.1 &#181;/L level (drinking water sample). A complete methodology involving MSPD for extraction and sample clean-up followed by MEKC in high EOF was optimized and a few figures of merit were established based on method validation protocols for pesticide analysis (IAEA-FAO). Good linearity (r>0.99) was obtained for all pesticides under investigation, except for linuron and dimetoate. The method accuracy was estimated by recovery tests. Two level standard spiking were conducted with recoveries of 51 to 89 % for the lowest level and 67 to 100 % for the highest level. Acceptable intra-day precision was obtained (CV < 15 %). The optimized method was applied to the analysis of multi-residue pesticides in carrots. In a sample acquired in a local grocery store an unusual amount of triazines was found: simazine (O,88 mg/kg), atrazine (0,13 mg/kg) and propazine (0,088mg/kg).

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e validação de métodos analíticos para investigar a presença de fármacos e seus metabólitos, assim como disruptores endócrinos, em amostras de águas superficiais, utilizando estratégias de \"clean up\" e enriquecimento de amostra no modo \"on line\" (\"stacking\") e \"off line\" (extração em fase sólida, SPE), em junção com técnicas de separação avançadas em meio líquido (eletroforese capilar, CE, e cromatografia a líquido, LC, com detecção UV, e seus acoplamentos com espectrometria de massas). No primeiro Capítulo são discutidos aspectos gerais sobre os produtos farmacêuticos, produtos de higiene pessoal e disruptores endócrinos, bem como a origem e ocorrência destas substâncias no meio ambiente. O segundo Capítulo aborda o desenvolvimento de um método de separação capaz de determinar oito substâncias entre fármacos de caráter ácido e metabólitos (diclofenaco, bezafibrato, fenoprofeno, ibuprofeno, cetoprofeno, naproxeno e ácidos gentísico e salicílico) numa única corrida, utilizando eletroforese capilar com enriquecimento em linha da amostra (stacking do analito baseado em grande volume de injeção da amostra) utilizando eletrólito de corrida constituído por 30 mmol L-1 de tetraborato de sódio e 5 mmol L-1 de Brij 35, pH 9,3. O método proposto alcançou limites de detecção que variaram de 2 &#181;g L-1 para o fármaco naproxeno até 80 &#181;g L-1 para o ibuprofeno. No terceiro capítulo é explorado um método de separação por CE para nove substâncias entre fármacos e hormônios (fluoxetina, trimetoprima, diazepam, carbamazepina, propranolol, clofibrato, fenofibrato, etinilestradiol e estrona). Utilizou-se como estratégia de pré-concentração dos analitos, o modo \"stacking\" de micelas com grande volume de injeção de amostra. Este método chegou a limites de detecção na ordem de 9 &#181;g L-1 com eletrólito de corrida composto por 30 mmol L-1 de ácido fosfórico, 40 mmol L-1 de dodecilsulfato de sódio, 20% (v,v) de acetonitrila e 0,1% (v,v) de trietilamina. No quarto capítulo, foi realizado o estudo de parâmetros físico-químicos que estão relacionados à técnica de extração em fase sólida, tais como tipo do sorvente, volume de capacidade, volume de eluição, lavagem do cartucho de extração, entre outros. As condições ótimas de \"clean up\" e pré-concentração \"off line\" da amostra obtidas foram combinadas com as condições ótimas de pré-concentração \"on line\" e separação descritas nos Capítulos 2 e 3, para todas as substâncias abordadas ali, com o intuito de analisar amostras reais de água superficial coletadas no reservatório Billings (Estado de São Paulo). O método combinado permitiu alcançar concentrações da ordem de 500 ng L-1, com valores de recuperação satisfatórios (58 - 88%), quando levada em consideração a origem complexa da matriz ambiental. No quinto capítulo, desenvolveu-se um método de análise de p-hidroxibenzoatos de alquila, substâncias utilizadas como conservantes em diversos produtos de uso diário, utilizando eletroforese capilar associada a estratégias de concentração \"on line\" (stacking com injeção de grande volume de amostra) e \"off line\" (SPE). O método proposto, utilizando eletrólito constituído por 40 mmol L-1 de glicina e 40 mmol L-1 de trietilamina, foi aplicado na análise destas substâncias em amostras de água superficial, alcançando níveis de concentração da ordem de 4 6 &#181;g L-1. O sexto capítulo aborda o desenvolvimento de um método por eletroforese capilar destinada à análise de alquilbenzeno sulfonato linear (LAS) e homólogos, tensoativo comumente utilizado na composição de detergentes de uso doméstico e industrial. O eletrólito de separação era composto de 60 mmol L-1 TRIS, 30 mmol L-1 HIBA, 15 mmol L-1 Brij 35 e 40% (v,v) acetonitrila. Foi realizada uma etapa de extração em fase sólida (C18), e uma concentração total de LAS na ordem de 1,09 mg L-1 foi encontrada em uma amostra de efluente de estação de tratamento de esgoto. No capítulo 7 foi desenvolvido um método utilizando eletroforese capilar acoplada a um espectrômetro de massas, com analisador \" ion trap\", para a análise dos fármacos cimetidina, propranolol, salbutamol, trimetoprima e metoclopramida. Amostras de água coletadas no reservatório Billings foi fortificada com os fármacos em estudo e submetida a procedimento de extração em fase sólida em cartuchos de poliestireno divinilbenzeno (PS-DVB). O método permitiu a análise das substâncias estudadas na concentração aproximada de 40 &#181;g L-1. Finalmente, no oitavo capítulo foi explorado um método envolvendo cromatografia líquida de alta eficiência, hifenada a dois tipos de espectrômetros de massas: um triplo quadrupolo e um triplo quadrupolo com \"ion trap\" linear. Foram investigados fármacos de diversas classes em amostras de água coletadas no reservatório Billings, sendo possível encontrar carbamazepina na concentração de 20 ng L-1, com apenas uma etapa de filtração da amostra antecedendo a análise, utilizando o triplo quadrupolo. Cabe destacar que o LOD para este analito foi de 400 fg L-1, sem nenhum tratamento da amostra visando préconcentração. / This work presents the development and validation of analytical methods to investigate the presence of pharmaceutical compounds, their metabolites and endocrine disruptors in surface water using on line (stacking) and off line (solid phase extraction) sample clean up and enrichment strategies coupled to advanced separation techniques in liquid medium (capillary electrophoresis and liquid chromatography with UV detection and their hyphenation with mass spectrometry). In the first Chapter, general aspects on pharmaceuticals, products of personal care and endocrine disruptors are discussed as well as their origin and means of entry to the environment. Chapter 2 describes the development of a separation method for the determination of eight pharmaceuticals and endocrine disruptors substances with acidic character (diclofenac, bezafibrate, fenoprofen, ibuprofen, ketoprofen, naproxen, gentisic and salicylic acids) in a single run using capillary electrophoresis with on line sample enrichment (analyte stacking with large sample volume injection) in electrolytes composed of 30 mmol L-1 sodium tetraborate at pH 9.3 and 5 mmol L-1 Brij 35. The proposed method reached limits of detection between 2 &#181;g L-1 (naproxen) and 80 &#181;g mL-1 (ibuprofen). In Chapter 3, a CE separation method for the determination of nine pharmaceuticals and hormones with neutral and basic character (fluoxetin, trimethoprim, diazepam, carbamazepine, propranolol, clofibrate, fenofibrate, ethynylestradiol and estrone) was exploited. As preconcentration strategy, micelle stacking with large sample volume injection was performed. Limits of detection in the order of 9 &#181;g L-1 were reached with electrolytes composed of 30 mmol L-1 phosphoric acid, 40 mmol L-1 sodium dodecylsulfate, 20% (v,v) acetonitrile and 0.1% (v,v) triethylamine. In Chapter 4, the physicochemical parameters associated with the solid phase extraction technique, such as sorbent type, breakthrough volume, elution volume, extraction cartridge rinse, among others, were evaluated. Optimum sample clean up and off line preconcentration conditions combined with the optimum on line preconcentration and separation conditions described in Chapters 2 and 3, for all substances under consideration, were applied to the analysis of real surface water samples collected at the Reservoir Billings (Sao Paulo state, Brazil). The combined method reached concentrations in the order of 500 ng L-1, with satisfactory recoveries (58 88%) for complex environmental matrices. In Chapter 5, a method for the analysis of alkyl p-hydroxybenzoates, substances used as preservatives in several products of personal care, was developed using capillary electrophoresis associated with on line (stacking with large volume injection) and off line (SPE) preconcentration strategies. The proposed method, which used 40 mmol L-1 glycine and 40 mmol L-1 triethylamine as electrolyte, was applied to the analysis of alkyl p-hydroxybenzoates in surface water, reaching 4 - 6 &#181;g L-1 concentrations. Chapter 6 describes the development of a CE method for de analysis of linear alkylbenzene sulfonates (LAS) and homologues, surfactants commonly used in the composition of detergents of industrial and domestic use. As separation electrolyte, 60 mmol L-1 TRIS, 30 mmol L-1 HIBA, 15 mmol L-1 Brij 35 and 40% (v,v) acetonitrile was used. A solid phase preconcentration extraction step in C18 was employed and a total LAS concentration of 1.09 mg L-1 was found in a sample obtained from the effluent of a sewage treatment plant. In Chapter 7, a CE-MS (ion trap) method was developed for the analysis of cimetidine, propranolol, salbutamol, trimethoprim and methoclopramide in fortified surface water samples collected in the Reservoir Billings (Sao Paulo state, Brazil) and previously enriched by SPE (PS-DVB). The method reached concentrations of c.a. 40 &#181;g L-1. Finally, in Chapter 8, a method based on high-performance liquid chromatography coupled with two different mass spectrometers: a triple quadrupole and a triple quadrupole with linear ion trap). Several pharmaceuticals were investigated in surface water samples collected from the Reservoir Billings (Sao Paulo state, Brazil). With the LC-MS/MS (triple quadrupole) system, carbamazepine was found in a non treated sample (just a filtration step prior to injection was performed) in a concentration level of 20 ng L-1. It is worth mentioning that for carbamazepine, a LOD of 400 fg L-1 was found, without any preconcentration sample treatment