Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

No campo da eletroanalítica existe uma intensa atividade de pesquisa sobre eletrodos de pasta de carbono. As principais vantagens da pasta de carbono são a rapidez e a simplicidade do processo de preparação, e a possibilidade de renovação da superfície do eletrodo a cada nova medida. Isso é possível devido à modificação interna do material eletródico, em que o modificador escolhido está diretamente relacionado com o analito de interesse a ser determinado. Os biossensores de pasta de carbono são muito utilizados na determinação de pesticidas da classe dos organofosforados e carbamatos pelo processo de inibição enzimática. Um dos principais problemas na determinação de substâncias utilizando eletrodos de pasta de carbono e biossensores de pasta de carbono é o seu alto limite de detecção, que dificulta a análises traços de substâncias. Uma opção que há décadas vem sendo adotada é a utilização dos eletrodos de nanotubos de carbono, funcionalizados ou não, na elaboração da pasta. Estes sensores, juntamente com os biossensores de pasta de nanotubos de carbono, possuem propriedades catalíticas e estruturais que fornecem um menor limite de detecção e quantificação na determinação de várias substâncias associadas. Estas características são singulares e inerentes à conformação dos nanotubos de carbono, sendo a elevada área ativa e poder eletrocatalítico umas das propriedades destes nanomateriais mais relatadas na literatura. Diante da falta de trabalhos que descrevam, paralelamente, o desempenho destes biossensores na determinação de carbamatos, neste trabalho objetivou-se explorar comparativamente o comportamento eletroquímico de biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase para a determinação dos pesticidas carbaril e metomil. Estes nanotubos foram purificados em meio ácido e caracterizados por microscopia eletrônica de varredura e por voltametria cíclica. Parâmetros cinéticos da enzima acetilcolinesterase como a constante de Michaelis-Menten e velocidade máxima de hidrólise do substrato acetiltiocolina foram obtidos e analisados pelo método espectrofométrico. Os biossensores confeccionados tiveram seus parâmetros eletródicos de operação otimizados e foram utilizados na determinação do pesticida carbaril em amostra fluvial. Os biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase apresentaram uma repetibilidade com desvio padrão relativo de 2,44% e 1,77%, respectivamente. A reprodutibilidade dos biossensores elaborados apresentou um desvio padrão relativo de 6,60% e 4,13%, respectivamente. Na determinação do pesticida carbaril, os biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase apresentaram um limite de detecção de 0,0389 e 0,0163 µmol L-1, respectivamente. Na determinação do pesticida metomil, os biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase apresentaram um limite de detecção de 0,0398 e 0,0083 µmol L-1, respectivamente. Em ambas as determinações, o biossensor elaborado com os nanotubos funcionalizados apresentou maior sensibilidade. Quando comparado com o biossensor de pasta de carbono frente à determinação do carbaril, o biossensor de pasta de nanotubos apresentou um limite de detecção aproximadamente 2,4 vezes menor e, quando comparado com o biossensor de pasta de carbono na determinação do pesticida metomil, o biossensor de pasta de nanotubos apresentou um limite de detecção aproximadamente 5 vezes menor. Os limites de quantificação dos biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase, para os pesticidas carbaril e o metomil, foram de 0,1297 e 0,0542 µmol L-1 e de 0,1323 e 0,0277 µmol L-1, respectivamente. O biossensor de pasta de nanotubos de carbono modificado com a enzima acetilcolinesterase foi aplicado na determinação de carbaril em amostra de água de rio e ácido húmico, fornecendo um LD de 0,0722 e 0,0704 µmol L-1, respectivamente. Comparado com a curva original realizada em tampão fosfato, este biossensor apresentou um limite de detecção e quantificação de aproximadamente 4,32 e 4,43 vezes maior no procedimento utilizando ácido húmico e água fluvial, respectivamente. / There in the field of electroanalytical an intense research activity on carbon pastes electrodes. The main advantages of carbon paste are the speed and simplicity of the preparation process, and the possibility of renewing the electrode surface with each new measure. This is possible due to the internal modification of the electrode material, in which the modifier selected is directly related to the analytes to be determined. The carbon paste biosensors are widely used in determining the class of pesticides organophosfates and carbamates by enzyme inhibition process. A major obstacle to the determination of substances with a carbon paste electrode and carbon nanotubes paste biosensors is its high detection limit, which complicates the analysis of trace substances. One option that has for decades been adopted is the use of electrodes of carbon nanotubes, functionalized or otherwise, in elaboration of the paste. These sensors, together with the carbon paste nanotubes biosensors, have structural and catalytic properties that provide a lower limit of detection and quantitation in the determination of several related substances. These characteristics are natural and inherent in the arrangement of carbon nanotubes, the high electrocatalytic active area and catalytic power properties of these nanomaterials are most often reported in the literature. Given the lack of studies that describe, in parallel, the performance of these biosensors in the determination of carbamates, this study aimed, comparatively, to explore the electrochemical behavior of carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase to determine pesticide carbaryl and methomyl in distillated and river water. These nanotubes were purified in acidic medium and characterized by scanning electron microscopy and cyclic voltammetry. The kinetic parameters of acetylcholinesterase as the Michaelis-Menten constant and Maximum Velocity of hydrolysis of acetylthiocholine were obtained and analyzed by spectrophotometric method. Biosensors fabricated electrodes had their parameters optimized operation and were used in the determination of carbaryl pesticide in a sample fluvial. Carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase showed a repeatability wih relative standard deviation of 2.44% and 1.77%, respectively. The reproducibility of the biosensor developed showed a relative standard deviation of 6.60% and 4.13%, respectively. In determining the pesticide carbaryl, the carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase showed a detection limit of 0.0389 and 0.0163 µmol L-1, respectively. In determining the pesticide methomyl, the carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase showed a detection limit of 0.0398 and 0.0083 µmol L-1, respectively. In both determinations, the biosensor prepared with functionalized nanotubes showed higher sensitivity. Compared with the carbon paste biosensor in the determination of carbaryl, the nanotubes paste biosensor showed a detection limit of approximately 2.4 times lower and, when compared with the carbon paste biosensor in the determination of the pesticide methomyl, the biosensor elaborated with nanotubes showed a detection limit of approximately five times lower. The limits of quantification of carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase, in the determination of carbaryl and methomyl pesticides, were 0.1297 and 0.0542 µmol L-1, and 0.1323 and 0.0277 µmol L-1, respectively. The carbon nanotubes biosensor modified with the enzyme acetylcholinesterase was applied to the determination of carbaryl in the sample of river water and humic acid, giving a detection limit of 0.0722 and 0.0704 mol L-1, respectively. Compared with the original curve performed in phosphate buffer, the biosensor showed a detection an quantification limit of approximately 4.32 and 4.43 times higher in the procedure using humic acid and fluvial water, respectively.

No campo da eletroanalítica existe uma intensa atividade de pesquisa sobre eletrodos de pasta de carbono. As principais vantagens da pasta de carbono são a rapidez e a simplicidade do processo de preparação, e a possibilidade de renovação da superfície do eletrodo a cada nova medida. Isso é possível devido à modificação interna do material eletródico, em que o modificador escolhido está diretamente relacionado com o analito de interesse a ser determinado. Os biossensores de pasta de carbono são muito utilizados na determinação de pesticidas da classe dos organofosforados e carbamatos pelo processo de inibição enzimática. Um dos principais problemas na determinação de substâncias utilizando eletrodos de pasta de carbono e biossensores de pasta de carbono é o seu alto limite de detecção, que dificulta a análises traços de substâncias. Uma opção que há décadas vem sendo adotada é a utilização dos eletrodos de nanotubos de carbono, funcionalizados ou não, na elaboração da pasta. Estes sensores, juntamente com os biossensores de pasta de nanotubos de carbono, possuem propriedades catalíticas e estruturais que fornecem um menor limite de detecção e quantificação na determinação de várias substâncias associadas. Estas características são singulares e inerentes à conformação dos nanotubos de carbono, sendo a elevada área ativa e poder eletrocatalítico umas das propriedades destes nanomateriais mais relatadas na literatura. Diante da falta de trabalhos que descrevam, paralelamente, o desempenho destes biossensores na determinação de carbamatos, neste trabalho objetivou-se explorar comparativamente o comportamento eletroquímico de biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase para a determinação dos pesticidas carbaril e metomil. Estes nanotubos foram purificados em meio ácido e caracterizados por microscopia eletrônica de varredura e por voltametria cíclica. Parâmetros cinéticos da enzima acetilcolinesterase como a constante de Michaelis-Menten e velocidade máxima de hidrólise do substrato acetiltiocolina foram obtidos e analisados pelo método espectrofométrico. Os biossensores confeccionados tiveram seus parâmetros eletródicos de operação otimizados e foram utilizados na determinação do pesticida carbaril em amostra fluvial. Os biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase apresentaram uma repetibilidade com desvio padrão relativo de 2,44% e 1,77%, respectivamente. A reprodutibilidade dos biossensores elaborados apresentou um desvio padrão relativo de 6,60% e 4,13%, respectivamente. Na determinação do pesticida carbaril, os biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase apresentaram um limite de detecção de 0,0389 e 0,0163 µmol L-1, respectivamente. Na determinação do pesticida metomil, os biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase apresentaram um limite de detecção de 0,0398 e 0,0083 µmol L-1, respectivamente. Em ambas as determinações, o biossensor elaborado com os nanotubos funcionalizados apresentou maior sensibilidade. Quando comparado com o biossensor de pasta de carbono frente à determinação do carbaril, o biossensor de pasta de nanotubos apresentou um limite de detecção aproximadamente 2,4 vezes menor e, quando comparado com o biossensor de pasta de carbono na determinação do pesticida metomil, o biossensor de pasta de nanotubos apresentou um limite de detecção aproximadamente 5 vezes menor. Os limites de quantificação dos biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase, para os pesticidas carbaril e o metomil, foram de 0,1297 e 0,0542 µmol L-1 e de 0,1323 e 0,0277 µmol L-1, respectivamente. O biossensor de pasta de nanotubos de carbono modificado com a enzima acetilcolinesterase foi aplicado na determinação de carbaril em amostra de água de rio e ácido húmico, fornecendo um LD de 0,0722 e 0,0704 µmol L-1, respectivamente. Comparado com a curva original realizada em tampão fosfato, este biossensor apresentou um limite de detecção e quantificação de aproximadamente 4,32 e 4,43 vezes maior no procedimento utilizando ácido húmico e água fluvial, respectivamente. / There in the field of electroanalytical an intense research activity on carbon pastes electrodes. The main advantages of carbon paste are the speed and simplicity of the preparation process, and the possibility of renewing the electrode surface with each new measure. This is possible due to the internal modification of the electrode material, in which the modifier selected is directly related to the analytes to be determined. The carbon paste biosensors are widely used in determining the class of pesticides organophosfates and carbamates by enzyme inhibition process. A major obstacle to the determination of substances with a carbon paste electrode and carbon nanotubes paste biosensors is its high detection limit, which complicates the analysis of trace substances. One option that has for decades been adopted is the use of electrodes of carbon nanotubes, functionalized or otherwise, in elaboration of the paste. These sensors, together with the carbon paste nanotubes biosensors, have structural and catalytic properties that provide a lower limit of detection and quantitation in the determination of several related substances. These characteristics are natural and inherent in the arrangement of carbon nanotubes, the high electrocatalytic active area and catalytic power properties of these nanomaterials are most often reported in the literature. Given the lack of studies that describe, in parallel, the performance of these biosensors in the determination of carbamates, this study aimed, comparatively, to explore the electrochemical behavior of carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase to determine pesticide carbaryl and methomyl in distillated and river water. These nanotubes were purified in acidic medium and characterized by scanning electron microscopy and cyclic voltammetry. The kinetic parameters of acetylcholinesterase as the Michaelis-Menten constant and Maximum Velocity of hydrolysis of acetylthiocholine were obtained and analyzed by spectrophotometric method. Biosensors fabricated electrodes had their parameters optimized operation and were used in the determination of carbaryl pesticide in a sample fluvial. Carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase showed a repeatability wih relative standard deviation of 2.44% and 1.77%, respectively. The reproducibility of the biosensor developed showed a relative standard deviation of 6.60% and 4.13%, respectively. In determining the pesticide carbaryl, the carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase showed a detection limit of 0.0389 and 0.0163 µmol L-1, respectively. In determining the pesticide methomyl, the carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase showed a detection limit of 0.0398 and 0.0083 µmol L-1, respectively. In both determinations, the biosensor prepared with functionalized nanotubes showed higher sensitivity. Compared with the carbon paste biosensor in the determination of carbaryl, the nanotubes paste biosensor showed a detection limit of approximately 2.4 times lower and, when compared with the carbon paste biosensor in the determination of the pesticide methomyl, the biosensor elaborated with nanotubes showed a detection limit of approximately five times lower. The limits of quantification of carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase, in the determination of carbaryl and methomyl pesticides, were 0.1297 and 0.0542 µmol L-1, and 0.1323 and 0.0277 µmol L-1, respectively. The carbon nanotubes biosensor modified with the enzyme acetylcholinesterase was applied to the determination of carbaryl in the sample of river water and humic acid, giving a detection limit of 0.0722 and 0.0704 mol L-1, respectively. Compared with the original curve performed in phosphate buffer, the biosensor showed a detection an quantification limit of approximately 4.32 and 4.43 times higher in the procedure using humic acid and fluvial water, respectively.

This thesis describes research carried out on the synthesis of tertiary alcohols or derivatives by N to C aryl/vinyl migration in lithiated carbamates. Section II.1 describes the first enantioselective synthesis of the antihistamine agent clemastine, as its (S,S)-stereoisomer as an illustration of the methodology. It has been achieved by ether formation between a proline-derived chloroethylpyrrolidine and an enantiomerically enriched tertiary alcohol. The tertiary alcohol was formed from the carbamate derivative of alpha-methyl-p-chlorobenzyl alcohol by invertive aryl migration on lithiation. The (S,S)-stereochemistry of the product confirms the invertive nature of the rearrangement in contrast with related ureas. Modelling work to establish the origin of this stereodivergent behaviour is reported in Section II.2. This also reports in-situ IR experiments providing evidence of the mechanistic pathway of the rearrangement of an O-benzyl-N-aryl carbamate. The scope of the N to C aryl migration in other stabilised organolithiums is shown in section II.3. The rearrangement is now addressed in more systematic manner, thus allowing the alpha-arylation of O-allyl and O-propargylcarbamates (by alpha-deprotonation) and O-vinylcarbamates (by alpha-deprotonation) to be achieved in good yields but with poor stereoselectivity. Section II.4 goes on to show that enol carbamates derived from aromatic or alpha,beta-unsaturated compounds and bearing an N-aryl substituent undergo carbolithiation by nucleophilic attack at the alpha position of the enol double bond. The resulting carbamate-stabilised allylic, propargylic or benzylic organolithium rearranges with N to C migration of the N-aryl substitutent, creating a quaternary carbon alpha to O. The products may be easily hydrolysed to generate multiply branched tertiary alcohols in good to moderate yields in a one-pot tandem reaction. Finally, Section II.5 proves that the rearrangement in lithiated carbamates can be extended to N to C vinyl transfer.

Accurate solubility measurements for the pesticide l-naphthyl-N-methylcarbamate (carbaryl) in water, natural and artificial seawater, NaCl, Na2SO4, CaCl2 and (CH3)4NBr, at different temperatures covering the range 5-45 °C, were obtained using a combination of the generator column method and absorption spectroscopy techniques. As a rule, it was found that the solubility of carbaryl in water and in the electrolyte solution increased with an increase in temperature. The thermodynamic parameter ΔG°, ΔH°, ΔS°, and ΔC°p at 298.15 K, for the dissolution process carbaryl(s) to carbaryl(aq) and carbaryl(s) to carbaryl(aq. elect.), were calculated by fitting the solubility information to the Clarke and Glew equation. The results were consistent with the model which considers carbaryl and (CH3)4NBr to be solvent-structure-promoters and the rest of the electrolytes used in this work as solvent-structure-breakers. The salt-effect as a function of temperature on the nonelectrolyte pesticide was obtained by calculating the Setchenov constants for each one of the electrolyte solutions mentioned above. Salting-out was observed in solutions prepared with NaCl, Na2SO4, and CaCl2 was well as in natural and artificial seawater, while salting-in was obtained with (CH3)4NBr solutions. Pseudo-first order rate constants and half-life times for carbaryl in water were determined for different pH values ranging from 9.70 ± 0.02 to 11.60 ± 0.02 and covering the temperature range 25.5 ± 0.2 to 34.7 ± 0.2 °C. A direct relationship between SDS concentration and pesticide solubility was found by showing that the presence of micelles increased the solubility of an otherwise sparingly soluble molecule like carbaryl. Under high pressures (1356±34, 1797±34, and 2203±34 atm) and using NaCl as cosolute, carbaryl was readily degraded at 30 °C, giving deprotonated l-naphthol as one of the final products, in agreement with previous observations reported in the literature with esters and substituted phenols. Pseudo-first order high-pressure rate constants were calculated and, according to the results, it was found that there was a direct relationship between these constants and pressure.

No description available.

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Este trabalho descreve a preparação, a caracterização e o uso de um biossensor de pasta de carbono modificado com a enzima acetilcolinesterase para a quantificação de carbamatos em alimentos, bem como o estudo das constantes de velocidade para a reação enzima/substrato (iodeto de acetiltiocolina) em solução. Inicialmente foram realizados testes de estabilidade, tanto para o substrato quanto para a enzima. Nestes testes, a absorção na região do UV-vis do substrato não apresentou diminuição significativa em 11 dias de análises, já a enzima apresentou uma grande perda de sua atividade com apenas três dias de preparo da solução. Na preparação do eletrodo de trabalho alguns parâmetros foram otimizados, tais como: quantidade de enzima e de ftalocianina de cobalto (CoPC) no eletrodo, bem como a porcentagem de glutaraldeído utilizada. A melhor resposta ocorreu para adição de 2,40x10-3g de enzima, 0,90x10-3g de CoPC (referentes à massa de 0,017g de pasta de carbono) e solução de glutaraldeido 1%. A seguir, realizou-se um experimento baseado na inibição da atividade da enzima, causada pela imersão do eletrodo na solução contendo o pesticida carbaril nas concentrações 5,00x10-5 e 1,00x10-4 mol L-1. Notou-se que, com o aumento da concentração do carbaril, houve aumento na inibição da atividade enzimática. Desta forma o eletrodo apresentou-se apto para determinação analítica de pesticidas. Estas medidas foram realizadas em meio de tampão fosfato 0,1 mol L-1, pH 7,4 e com tempo de incubação para o carbaril, metomil e aldicarbe foram de 8, 12 e 15 minutos, respectivamente. Os limites de detecção (LD) e quantificação (LQ) obtidos utilizando-se o biossensor amperométrico para o carbaril foram de 2,00x10-6 mol L-1 (0,40 mg L-1) e 6,70 x 10-6 mol L-1 (1,30 mg L-1), para o metomil de 1,88 x 10-7mol L-1 (30,45 micro g L-1) e 6,26 x 10-7 mol L-1 (0,10 mg / L-1) e para o aldicarbe de 1,10x10-6 mol L-1 (0,20 mg L-1) e 3,60x10-6 mol L-1 (0,70 mg L-1). Para a formulação comercial Lannate (metomil) os LD e LQ foram 2,13x10-7 mol L-1 (34,50 micro g L-1) e 7,09x10-7 mol L-1(0,12 mg L-1), respectivamente. As medidas de HPLC apresentaram LD e LQ de 1,58 x 10-8 mol L-1 (3,18 micro g L-1) e 5,27x10-8 mol L-1 (10,60 micro g L-1) para o carbaril e de 9,02 x 10-10 mol L-1 (0,15 micro g L-1) e 3,00 x 10-9 mol L-1 (48,60 micro g L-1) para o metomil. Testes de recuperação foram realizados usando ambas as técnicas para o carbaril e Lannate. As recuperações utilizando-se o biossensor mostraram-se eficientes, variando de 76,83 a 106,67% para o carbaril e de 78,00 a 96,50% para a Lannate, enquanto que nas medidas de HPLC, as recuperações foram de 78,00 a 108,33% para o carbaril e de 57,00 a 99,50% para o Lannate. A recuperação para o aldicarbe no tomate foi de 62,40 %. As análises da enzima em solução mostraram que a metodologia empregada neste estudo é adequada para a determinação das constantes de velocidade para a etapa lenta da reação AchE/AchI. Observou-se que os valores destas constantes são dependentes da concentração dos pesticidas fenitrothion (organofosforado) e carbaril (carbamato), em baixa concentração ambos apresentaram constantes de velocidade similares, mas com o aumento dessa concentração, o fenitrothion apresentou menor constante de velocidade em relação ao carbaril, sugerindo que este apresenta maior inibição da enzima e por conseqüência maior toxicidade no organismo. Esses resultados mostraram uma possível metodologia analítica para a quantificação destes pesticidas, obtendo-se os valores das constantes de velocidade enzimática e suas dependências com as concentrações dos pesticidas em solução. / This work describes the development, characterization and utilization of a carbon paste biosensor based in the acetylcholinesterase enzyme for carbamates determinations in foodstuff, as well as the study of rate constants for enzyme/substrate reaction in solution. Stability tests were initially performed for both the substrate and the enzyme. In these tests, the signal for UV-vis adsorption for the substrate shows no inhibition during 11 days while for the enzyme it has been demonstrated that a considerable loss of activity occurs after three days from the solution preparation. In the electrode preparation, some experimental parameters were optimized, such as the amount of enzyme and the content of cobalt ftalocyanine (CoPC) in the electrode, as well as the employed percentage of glutaraldehide. The highest analytical signals were obtained for the addition of 2.40x10-3 g enzyme, 0.90x10-3 g CoPC (related to the massa of 0,017g of carbon paste) and a 1% glutaraldehide solution. The next step was to carry out an experiment based in the inhibition of enzyme activity by the pesticide. For this, the biosensor was immersed in 5.00x10-5 e 1.00x10-4 mol L-1 carbaryl solutions. It was observed that, by increasing the carbaryl concentration, the electrochemical signal of the sensor was inhibited proportionally. This was indicative that the sensor was adequate to be used in carbaryl monitoring and analytical determinations. The analytical determinations of carbamate pesticides were performed in 0.1 mol L-1 phosphate buffer, pH 7,4, with incubation time of 8, 12 and 15 minutes for carbaryl, metomil and aldicarb, respectively. The detection (LD) and quantification (LQ) limits obtained with the biosensor were 2.00x10-6 mol L-1 (0.40 mg L-1) and 6.70 x 10-6 mol L-1 (1.30 mg L-1) for carbaryl, 1.88x10-7mol L-1 (30.45 micro g L-1) and 6.26x10-7 mol L-1 (0.10 mg / L-1) for metomil and 1.10x10-6 mol L-1 (0.20 mg L-1) and 3.60x10-6 mol L-1 (0.70 mg L-1) for aldicarb. For the commercial formulation of metomil, Lannate, LD and LQ obtained were 2.13x10-7 mol L-1 (34.50 microg L-1) and 7.09x10-7 mol L-1(0.12 mg L-1), respectively. The HPLC measurements showed LD and LQ of 1.58x10-8 mol L-1 (3.18micro g L-1) and 5.27x10-8 mol L-1 (10.60 micro g L-1) for carbaryl and 9.02x10-10 mol L-1 (0.15 micro g L-1) and 3.00x10-9 mol L-1 (48.60 micro g L-1) for metomil. Recovering tests were also done with both analytical techniques for carbaryl and Lannate. The obtained recoveries using the biosensor were in the range of 76.83 to 106.67% for carbaryl and 78.00 to 96.50% for Lannate, while using the HPLC, the recoverings were 78.00 a 108.33% for carbaryl and 57.00 to 99.50% for Lannate. The recovering of aldicarb in tomatoes, with HPLC, were 62.40 %. The study of the enzymatic reaction in solution showed that the employed methodology allows to obtain the rate constant values for the rate determining step of the AchE/AchI reaction. It was observed that these rate constant values were strongly dependent in the pesticide concentrations for fenitrothion (organofosforous) and carbaryl (carbamate). At low concentration levels of the pesticide in the electrolyte, all the rate constants showed similar values but, when the pesticide concentration was raised, fenitrothion was found to exert a more powerful inhibition action for the enzyme activity than carbaryl, thus suggesting its higher toxic character. These results showed the development of a possible analytical methodology for quantification of these pesticides, by calculating the rate constant value and its dependence to the pesticide concentration in solution.

O desenvolvimento na área agroquímica associado as novas técnicas de plantio, asseguram ao país recordes anuais na produção agrícola. Entretanto, os defensivos agrícolas e fertilizantes utilizados para aumentar a produção das lavouras não são inertes a saúde humana. Exposições contínuas e inadequadas a esses compostos químicos podem causar sua absorção e resultar em intoxicações agudas ou crônicas. Com o objetivo de avaliar essas exposições, dosamos a atividade da enzima acetilcolinesterase, assim como, avaliamos os hemogramas e dosamos os níveis sanguíneos dos metais arsênio (As), cádmio (Cd), chumbo (Pb), manganês (Mn), zinco (Zn), cobre (Cu) e o não metal selênio (Se) em trabalhadores rurais e moradores da área urbana da região de Rio Verde-GO e comparamos esses resultados. A atividade média da enzima colinesterase eritrocitária nos trabalhadores rurais apresentou uma depressão significativa indicando uma exposição inadequada aos inseticidas inibidores das colinesterases. As concentrações sanguíneas médias dos metais As, Cd, Mn, e Zn nos trabalhadores rurais são maiores do que na população urbana, indicando que as exposições inadequadas aos fertilizantes e defensivos agrícolas podem causar absorção desses metais. A concentração sanguínea média de Se na população urbana é maior do que nos trabalhadores agrícolas. Esse fato pode estar ligado a alimentação, sendo que, uma provável causa seria o baixo consumo de alimentos ricos em selênio (castanha-do-pará, salmão, farelo de trigo, ostras e fígado bovino). Os hemogramas não apresentaram alterações, indicando que, sua utilização isolada na monitorização das exposições ocupacionais aos defensivos agrícolas e fertilizantes é inadequada. / Advancements in the agrochemical industry associated with new seeding techniques make it possible for the country to reach annual crop records in production. However, the chemicals and fertilizers used for increasing productions are by no means harmless to human health. Repeated and inadequate exposures to such chemicals may result in their absorption and cause acute and chronic poisoning. In order to assess these exposures, we measured the activity of the acetylcholinesterase enzyme and evaluated hemograms. In addition, we measured blood levels of metals such as arsine (As), cadmium (Cd), lead (Pb), manganese (Mn), zinc (Zn), copper (Cu), and the non metallic selenium in farm workers and urban residents in a region of Rio Verde- GO- Brazil and compared the results. Mean activity of the erythrocyte cholinesterase enzyme in the rural workers presented a significant decrease, indicative of inadequate exposure to cholinesterase inhibiting insecticides. Mean concentrations of the metals As, Cd, Mn, and Zn were higher in rural workers compared to urban residents, which suggests that inadequate exposure to fertilizers and agricultural chemicals may result in their absorption. Mean blood concentration of Se in urban residents was higher compared to rural workers. That can be associated with diet and a possible cause may be a low consumption of high Se foods (Brazils nuts, salmon, oysters, wheat bran, and bovine liver). The hemograms did not present any changes, indicating that its use for monitoring occupational exposures to fertilizers and agricultural chemicals is inadequate.

O presente trabalho propôs estudar as alterações microscópicas observadas em 100 casos de intoxicação por aldicarb em cães e gatos e os efeitos agudos (14 dias) induzidos por esse praguicida em camundongos após a administração de dose única oral, avaliando-se as alterações clínicas, laboratoriais, microscópicas e ultraestruturais. As principais lesões microscópicas em cães e gatos foram observadas nos pulmões (congestão, edema, hemorragia, enfisema e atelectasia), fígado (congestão, degeneração vacuolar e hemorragia) e rins (congestão, hemorragia e nefrose). Nos demais órgãos, apenas alterações circulatórias (congestão e hemorragia) foram encontradas. Em ambas espécies, considerando as alterações significantes de acordo com a faixa etária, observou-se que os animais idosos apresentaram o maior grau de intensidade de degeneração vacuolar hepática e que a congestão renal foi mais intensa nos adultos. Em camundongos, observou-se que: 1) doses superiores a 0,08 mg/kg de aldicarb promoveram a morte de todos os animais em 2,6 - 4,7 minutos após a exposição, sendo o óbito precedido por convulsões; 2) a dose de 0,08 mg/kg promoveu o rápido aparecimento dos sinais clínicos clássicos da intoxicação por anticolinesterásicos, com duração de 45 - 120 minutos, sendo esta a dose escolhida para os demais experimentos in vivo; 3) os camundongos expostos mostraram consumo de água superior ao do grupo controle até o 5° dia após a exposição e inferior a partir do 10° dia até o término do experimento (14º dia); 4) quanto ao consumo de ração, de forma geral, camundongos expostos ao praguicida consumiram menos que os não expostos, sendo o ganho de peso inferior ao do grupo controle nas primeiras 48 horas após a intoxicação; 5) as alterações histopatológicas, como observado em cães e gatos, ocorreram principalmente nos pulmões (edema, congestão e hemorragia), fígado (congestão e degeneração vacuolar, principalmente em zona 3) e rins (congestão, hemorragia e nefrose), sendo que as alterações degenerativas em fígado e rins foram significantemente mais intensas até 48 horas após a exposição; 6) na avaliação ultraestrutural (microscopia eletrônica de transmissão) após 24 e 48 horas da exposição, foi observada a presença de tumefação celular e mitocondrial e, após 48 horas, a presença de vacúolos citoplasmáticos hepáticos, os quais continham gordura pela avaliação histoquímica; nos rins foram observadas também desorganização, tumefação e despregamento celulares, além da presença de conteúdo intratubular; 7) os principais achados do hemograma foram a diminuição no número de hemácias após 24 horas da exposição e leucopenia, que persistiu ate o 7° dia da intoxicação; 8) entre as alterações bioquímicas relevantes estão o aumento da glicemia e da amilase após 24 horas da exposição, bem como dos triglicerídeos e da creatinina até 48 horas após o quadro agudo; 9) os principais achados nos ensaios de imunotoxicidade foram o aumento do peso relativo do timo e da celularidade do baço, bem como a diminuição da celularidade da medula óssea nas primeiras 48 horas após a exposição; 10) avaliando-se a indução de morte celular por apoptose e/ou necrose pelo aldicarb em hepatócitos e leucócitos in vitro, constatou-se que o aldicarb promove tanto apoptose quanto necrose de leucócitos de camundongos e que é capaz de aumentar a porcentagem de hepatócitos com apoptose, tanto in vivo quanto in vitro. Tomando-se estes resultados em conjunto, foi possível constatar que a exposição oral aguda grave ao aldicarb produz efeitos nocivos graves, principalmente nos pulmões, fígado, rins, pâncreas e sistema imune, notadamente nas primeiras 48 horas após a exposição. / The present study evaluated microscopic post mortem findings in 100 cases of aldicarb intoxication in dogs and cats and the acute toxicity in mice induced by a single dose of aldicarb, assessing the clinical, laboratorial, microscopic and ultrastructural alterations caused by aldicarb up to 14 days after exposition. The most commonly affected organs in dogs and cats were lung (congestion, edema, hemorrhage, emphysema and/or atelectasy), liver (congestion, vacuolar degeneration and/or hemorrhage) and kidney (congestion, hemorrhage and/or nephrosis); the other organs showed circulatory alterations, as congestion and hemorrhage. Considering both species and age we observed that old animals had the most intensity of hepatic vacuolar degeneration and the adult animals the most intensity of renal congestion. Experimental oral aldicarb poisoning resulted in death if mice were exposed to more than 0.08mg/kg, preceded by seizures. Rapid and classical symptoms of anticholinesterase poisoning occurred within 45 minutes to 2 hours after exposure to 0.08mg/kg of oral aldicarb. Animals exposed to 0.08mg/kg of aldicarb presented increased water intake until day 5, followed by decreased water intake from day 10 to day 14 after exposure to the drug in comparison to control animals. Food intake was also decreased in the experimental group. Blood analyses revealed decreased erythrocyte count and leukopenia started 24 hours after exposure and persistent for 7 days. Hyperglycemia, hypertriglyceremia, elevation of amylase and creatinine happened after 24 to 48 hours after exposure. Microscopic evaluation revealed: (i) lung edema, pulmonary congestion and/or pulmonary hemorrhage; (ii) liver congestion and zonal vacuolar degeneration of the liver; (iii) renal congestion, nephrosis and/or kidney hemorrhage. Those alterations were more prominent after 24 to 48 hours of exposure to aldicarb. Ultrastructural analysis (transmission electron microscopy) demonstrated: (i) cellular edema and mitochondrial swelling after 24 and 48 hours after exposure to aldicarb; (ii) lipid vacuoles in hepatocytes after 48 hours of exposure; (iii) renal tubular epithelium disorganization with swelling and intratubular cell exfoliation. Increased thymus/body weight ratio and spleen cellularity and decreased bone marrow cellularity were also found after 48 hours of aldicarb exposure. Aldicarb was able to induce leukocyte dead by necrosis and/or apoptosis in vitro and hepatocyte apoptosis in vivo and in vitro. Altogether, our findings demonstrated that acute oral exposure to aldicarb induces toxic effects mainly to the lungs, liver, kidneys, pancreas, and immune system. Those effects are more evident up to 48 hours after intoxication.