Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006Bitstream added on 2014-06-13T18:54:35Z : No. of bitstreams: 1 kanegae_mpp_me_arafcf.pdf: 328350 bytes, checksum: ee1587bd6ab853b184cea70a4d71dac0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Em hematologia, a principal aplicação da determinação da atividade da fosfatase alcalina (FA) neutrofílica é no auxílio ao diagnóstico diferencial entre leucemia mielóide crônica (LMC) e reações leucemóides neutrofílicas (RL) decorrentes de doenças mieloproliferativas, como a mielofibrose, policitemia vera ou de inflamações/ infecções. Tradicionalmente esta determinação é realizada por um ensaio citoquímico subjetivo, no qual se atribui uma pontuação (SCORE) para o nível de FA. Neste trabalho apresentamos um método quimiluminescente, objetivo, quantitativo, sensível e barato para a determinação de FA neutrofílica baseado no reagente comercial Immulite®. Leucócitos íntegros obtidos de amostras de sangue periférico de trinta e dois indivíduos saudáveis, nove portadores de LMC e nove portadores de RL foram submetidos ao protocolo otimizado. Através da determinação da emissão de luz por quatro concentrações de neutrófilos, foi possível detectar a atividade de FA por célula (inclinação - SLOPE - da curva obtida por regressão linear). Uma alta correlação foi obtida quando o método quimiluminescente (SLOPE), aqui desenvolvido, foi comparado ao citoquímico (SCORE). Obtivemos uma variação do SLOPE entre 0,61-8,49 (10-5 mV.s/célula) para amostras do grupo controle (indivíduos saudáveis), sendo que o valor da mediana foi 2,04 (10-5 mV.s/célula). Estes resultados foram estatisticamente diferentes das amostras do grupo LMC (variação: 0,07 - 1,75; mediana: 0,79) e do grupo RL (variação: 3,84 - 47,24; mediana: 9,58) (p<0,05). / In haematology the main application of the leukocyte alkaline phosphatase (LAP) assay is in distinguishing chronic myeloid leukaemia (CML) from other myeloproliferative diseases, particularly from myelofibrosis, polycythaemia or other inflammatory/infectious diseases (LR). Traditionally, this is performed by subjective cytochemical assays where a SCORE is attributed to the level of LAP. Here we present a non-subjective, quantitative, sensitive and inexpensive chemiluminescent technique for LAP determination, based on the commercial reagent Immulite®. Intact leukocytes obtained from thirty-two healthy subjects, nine CML and nine LR patients were submitted to the optimized protocol. By measuring the light emission elicited by four concentrations of neutrophils, it was possible to estimate the activity of LAP per cell (the SLOPE of the curve obtained by linear regression). A high linear correlation was found between the chemiluminescent result (SLOPE) and the cytochemical SCORE. The SLOPE for healthy individuals ranged between 0.61 and 8.49 (10-5 mV.s/cell), with a median of 2.04 (10-5 mV.s/cell). These results were statistically different from CML patients (range 0.07 - 1.75, median 0.79) and LR patients (range 3.84 - 47.24, median 9.58) (p<0.05).

Orientador: Luiz Marcos da Fonseca / Banca: Amauri Antiquera Leite / Banca: Eduardo Magalhães Rego / Resumo: Em hematologia, a principal aplicação da determinação da atividade da fosfatase alcalina (FA) neutrofílica é no auxílio ao diagnóstico diferencial entre leucemia mielóide crônica (LMC) e reações leucemóides neutrofílicas (RL) decorrentes de doenças mieloproliferativas, como a mielofibrose, policitemia vera ou de inflamações/ infecções. Tradicionalmente esta determinação é realizada por um ensaio citoquímico subjetivo, no qual se atribui uma pontuação (SCORE) para o nível de FA. Neste trabalho apresentamos um método quimiluminescente, objetivo, quantitativo, sensível e barato para a determinação de FA neutrofílica baseado no reagente comercial Immulite®. Leucócitos íntegros obtidos de amostras de sangue periférico de trinta e dois indivíduos saudáveis, nove portadores de LMC e nove portadores de RL foram submetidos ao protocolo otimizado. Através da determinação da emissão de luz por quatro concentrações de neutrófilos, foi possível detectar a atividade de FA por célula (inclinação - SLOPE - da curva obtida por regressão linear). Uma alta correlação foi obtida quando o método quimiluminescente (SLOPE), aqui desenvolvido, foi comparado ao citoquímico (SCORE). Obtivemos uma variação do SLOPE entre 0,61-8,49 (10-5 mV.s/célula) para amostras do grupo controle (indivíduos saudáveis), sendo que o valor da mediana foi 2,04 (10-5 mV.s/célula). Estes resultados foram estatisticamente diferentes das amostras do grupo LMC (variação: 0,07 - 1,75; mediana: 0,79) e do grupo RL (variação: 3,84 - 47,24; mediana: 9,58) (p<0,05). / Abstract: In haematology the main application of the leukocyte alkaline phosphatase (LAP) assay is in distinguishing chronic myeloid leukaemia (CML) from other myeloproliferative diseases, particularly from myelofibrosis, polycythaemia or other inflammatory/infectious diseases (LR). Traditionally, this is performed by subjective cytochemical assays where a SCORE is attributed to the level of LAP. Here we present a non-subjective, quantitative, sensitive and inexpensive chemiluminescent technique for LAP determination, based on the commercial reagent Immulite®. Intact leukocytes obtained from thirty-two healthy subjects, nine CML and nine LR patients were submitted to the optimized protocol. By measuring the light emission elicited by four concentrations of neutrophils, it was possible to estimate the activity of LAP per cell (the SLOPE of the curve obtained by linear regression). A high linear correlation was found between the chemiluminescent result (SLOPE) and the cytochemical SCORE. The SLOPE for healthy individuals ranged between 0.61 and 8.49 (10-5 mV.s/cell), with a median of 2.04 (10-5 mV.s/cell). These results were statistically different from CML patients (range 0.07 - 1.75, median 0.79) and LR patients (range 3.84 - 47.24, median 9.58) (p<0.05). / Mestre

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 2086522 bytes, checksum: 2ef050c11d468211827e7bc3b2bd65d6 (MD5) Previous issue date: 2012-11-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, it is proposed a digital image-based chemiluminescent (DIB-CL) method that employs a flow-batch analyzer (FBA) for the determination of Cr (VI) in water. The proposed DIB-CL-FBA (Digital Image-Based Chemiluminescent Flow-Batch Analyser) system uses a webcam with CCD sensor for acquisition of digital images generated according to the RGB (Red-Green-Blue) colour system. In Cr (VI)determination, this specie is quantitatively reduced to Cr (III) by using hydrogen peroxide in acid medium. After, the produced chromium (III) actuates as catalyst effect on oxidation of the luminol by hydrogen peroxide in alkaline medium, yielding chemiluminescence radiation. The emitted light is captured by webcam generating a digital image, in which a region is delimited in order to retrieve the values of the R, G and B individual components of each pixel. These values are used to define a position vector in RGB three-dimensional space. The vector norm is adopted as the RGB-based value (analytical response), which is linearly related o the analyte concentration. A linear response range for implementing the Cr (VI) determination was from 7.36 to 150.00 μg L−1.The linear analytical curve was validated through ANOVA, F-test for lack of fit and graphical analysis of the residue left by the model. The limits of detection and quantification estimated were 2.20 and 7.36 μg L-1, respectively, and sampling rate was found as 40 h-1. The results of applying the DIBFBA- CL method were compared with those obtained using a spectrophotometric method used as reference. It was verified that there is no statistically significant systematic difference between the results by applying the paired t-test at a confidence level of 95%. / Neste trabalho, propõe-se um método quimiluminescente baseado em imagem digital que utiliza um analisador em fluxo-batelada para determinação de Cr(VI) em águas. O sistema QL-FB-BID (sistema quimiluminescente em fluxo batelada baseado em imagens digitais) proposto usa uma webcam com sensor CCD(dispositivo de carga acoplada) para aquisição das imagens digitais geradas de acordo com o sistema de cor RGB (Red-Green-Blue). A determinação de Cr (VI) é baseada em sua redução quantitativa para Cr (III) por peróxido de hidrogênio em meio ácido. Em seguida, o Cr (III) atua como catalisador na reação de oxidação do luminol por peróxido de hidrogênio em meio alcalino, produzindo radiação quimiluminescente. A luz emitida é capturada pela webcam gerando uma imagem digital, na qual uma região é delimitada para a decomposição dos pixels nos valores dos componentes R, G e B. Estes valores são usados para definir um vetor posição no espaço tridimensional RGB. A norma do vetor é adotada como sendo a resposta analítica, a qual se relaciona linearmente com a concentração do analito. A faixa linear da resposta obtida para a determinação de Cr (VI) estendeu-se de 7,36 até 150,00 μg L−1. O modelo linear de curva analítica foi validado por intermédio de ANOVA, teste-F para falta de ajuste e da análise gráfica dos resíduos deixados pelo modelo. Os valores estimados dos limites de detecção e quantificação foram, respectivamente, 2,20 e 7,36 μg L-1. A frequência analítica alcançada foi de 40 h−1. Aplicando-se o teste t-emparelhado aos resultados obtidos pelo método proposto em comparação com o método espectrofotométrico de referência, não foram observadas diferenças estatisticamente significativas ao nível de confiança de 95%.

O ozônio (O3) é um poderoso oxidante e quantidades significativas podem ser formadas em ambientes urbanos, como resultado de uma série de eventos fotoquímicos, sendo um risco para a saúde humana. Devido a sua reatividade química, o ozônio é capaz de promover modificações oxidativas em diversas biomoléculas, tais como, DNA, proteínas e lipídios. As reações do O3 com biomoléculas geram quantidades significativas de O2 (1&#916;g). Sendo assim, essas reações são caracterizadas pela transferência de um átomo de oxigênio do O3 ao substrato oxidado. Devido à regra de conservação do Spin, isto requer que o dioxigênio gerado nesta reação esteja no seu estado singlete. Neste específico mecanismo, a formação do hidrotrióxido tem sido frequentemente assumida como um importante intermediário da ozonização. Ainda, constatou-se o elevado potencial mutagênico do O3 sobre o DNA, levando, principalmente, à substituição de suas bases. A frequência das substituições das bases foi essencialmente localizada no par G: C\'s (75%), uma característica das espécies reativas de oxigênio, como o O2 (1&#916;g). No entanto, os mecanismos pelos quais O3 causa danos ao DNA ainda não foram completamente elucidados. No presente trabalho, as evidências espectroscópicas na geração do O2 (1&#916;g) foram obtidas através da emissão de luz bimolecular na região vermelha do espectro (&#955; = 634 nm) e através da emissão de luz monomolecular na região do infravermelho próximo (&#955; = 1270 nm ) durante a reação de O3 com dGuo e 8-oxodGuo. Além disso, desenvolveu-se uma metodologia para a geração de ozônio isotopicamente marcado com átomo de oxigênio-18 a partir do 18O2 (3&#931;g-). Deste modo, as evidências da formação dos diastereoisômeros da spiroiminodihidantoina, tanto a isotopicamente marcada no 18O quanto a não marcada, juntamente com a 8-oxodGuo, imidazolona e oxazolona, foram detectados como produtos de oxidação das reações com 18O3. Para tal observação, análises foram realizadas por HPLC acoplado ao espectrômetro de massas. Ademais, a detecção do 18O2 (1&#916;g) durante a decomposição do 18O3 foi obtida por captação química do O2 (1&#916;g) pelo derivado de antraceno, EAS, detectando o endoperóxido corresponde com a adição de dois átomos de 18O na posição 9,10 do antraceno. Além disso, mais uma evidência da presença do O2 (1&#916;g) foi inequivocamente demonstrada pela caracterização do espectro de emissão no infravermelho próximo. / Ozone (O3) is a potent oxidant and significant amounts can be formed in urban environments as a result of a series of complex photochemical events. It is a threat for human health. Due its chemical reactivity towards biological targets, ozone is able to promote oxidative modification in several biomolecules, such as DNA, proteins and lipids. Reactions of O3 with biomolecules are able to generate in high yields of singlet molecular oxygen [O2 (1&#916;g)]. The transfer of one oxygen atom from O3 to the oxidized substrate characterizes these reactions. Spin conservation rules require that the dioxygen generated in this reaction has to be in its singlet state. In this specific mechanism, hydrotrioxide has often been assumed as important intermediates in the ozonization process. In addition, ozone has been established as a powerful mutagenic agent, and the most observed mutation is in G:C transversion. This kind of transversion is typical in reactions involving DNA and reactive oxygen species, such as O2 (1&#916;g). However, the mechanisms by which O3 causes DNA damage have not yet been fully elucidated. In the present research, spectroscopic evidence for the generation of O2 (1&#916;g) was obtained by measuring the dimol light emission in the red spectral region (&#955; = 634 nm) and the monomol light emission in the near-infrared region (&#955;=1270 nm). Both measuements were done during interaction of O3 with dGuo and 8-oxodGuo. In addition, a system was built to produce isotopically labeled ozone with 18O. Thefore, in the same system that 8-oxodGuo, imidazolone and oxazolone, 18O-labeled and unlabeled diastereoisomeric spiroiminodihydantoin nucleosides were detected as the oxidation products with 18O3. In that case, analyses by HPLC coupled to mass spectrometry were performed. Moreover, in the O3 decomposition the formation of 18O-labeled O2 (1&#916;g) from 18O-labeled ozone was obtained by chemical trapping of O2 (1&#916;g) with EAS anthracene derivative and detected the corresponding 18O-labeled EAS endoperoxide. More evidence of the presence of O2 (1&#916;g) was unequivocally demonstrated by the direct characterization of the near-infrared light emission spectrum.

O peroxinitrito é um oxidante versátil, sendo responsável por oxidações uni e bieletrônicas, adições nucleofílicas, nitrações, nitrosações, hidroxilações e geração de oxigênio singlete, possuindo papéis fisiológicos e deletérios. Estudos de EPR captação de spin mostraram que compostos carbonílicos podem sofrer abstração de um elétron por peroxinitrito, seguida de consumo de oxigênio e quimiluminescência; p.ex., isobutiraldeído (IBAL), acetoacetona (AA), 3-metilacetoacetpna (MAA), etil acetoacetato (EAA), etil 2-metilacetoacetato (EMAA) e succinilacetona (SA). A emissão de luz é provavelmente devida à espécies excitadas tripletes, formadas a partir da termólise de intermediários dioxetânicos. Os perfis de pH obtidos por consumo total de oxigênio e quimiluminescência em tampão fosfato, apontam o ânion peroxinitrito como oxidante e a forma enólica dos compostos carbonílicos como substratos. A análise de produtos sugere a ocorrência de uma reação em cadeia na presença de oxigênio. Estas reações podem ter importante papel biológico, considerando-se que (i) compostos carbonílicos são ubíquos em sistemas biológicos em condições fisiológicas e patológicas, (ii) peroxinitrito está relacionado a respostas fisiológicas e patológicas, (iii) carbonilas tripletes podem ser vistas como radicais alcoxil e, dessa forma, possuir papel deletério a biomoléculas. / Peroxynitrite displays an ample repertoire of chemical reactions -one- and two-electron oxidations, nucleophilic addition, nitration, nitrosation, hydroxylation, and singlet oxygen generation conferring it cell toxicity and signalling properties. Carbonyl compounds were shown by EPR spin-trapping to suffer one-electron abstraction by peroxynitrite, which is followed by oxygen consumption and chemiluminescence; e.g., isobutyraldehyde (IBAL), acetoacetone (AA), 3-methylacetoacetone (MAA), ethyl acetoacetate (EAA), ethyl 2-methylacetoacetate (EMAA) and succinylacetone (SA). Light emission probably arises from triplet species formed by the thermolysis of dioxetane intermediates. The pH profiles traced for oxygen uptake ·and chemiluminescence in phosphate buffer point to peroxynitrite anion as the oxidant and enolized carbonyls as the actual substrates. Product analysis suggests that a chain reaction occurs in the presence of oxygen. These reactions may play important biological roles considering that (i) carbonyl compounds are ubiquitous in biological systems under physiological and pathological conditions; (ii) peroxynitrite has been implicated in cell toxicity and signalling; (iii) triplet carbonyls may be viewed as alkoxyl radicals and, therefore, play a deleterious role in biomolecules.

Procedimentos analíticos baseados em medidas de quimiluminescência caracterizam-se por apresentar alta sensibilidade, baixos limites de detecção, ampla faixa de resposta linear e instrumentação simples. Uma das principais dificuldades relacionadas a este tipo de medida é maximizar a quantidade de radiação detectada, já que a emissão ocorre em todas as direções, o que dificulta o posicionamento adequado da cela de medida em relação ao sistema de detecção. Uma alternativa consiste na utilização de guias de ondas, que são dispositivos que conduzem a radiação emitida, minimizando perdas durante o transporte, tal como ocorre nos cabos de fibras ópticas. O acoplamento de sistemas de análises em fluxo com detecção por quimiluminescência é bastante conveniente, já que a mistura entre amostras a reagentes precisa ser rápida e altamente reprodutível, além de ser realizada a uma distância muito pequena do sistema de detecção, devido ao curto tempo de vida dos intermediários no estado excitado. Neste trabalho, é apresentada a avaliação de uma cela constituída por um guia de ondas para medidas de quimiluminescência. Estas ferramentas foram aplicadas à determinação de hipoclorito em amostras de líquido de Dakin por quimiluminescência empregando a reação de oxidação do luminol por hipoclorito. Também foi desenvolvido um procedimento analítico para a determinação de salbutamol, explorando a inibição da quimiluminescência da reação de oxidação de luminol por hipoclorito, caracterizando-se como uma alternativa promissora para a quantificação do fármaco. Em ambas as aplicações, os resultados foram concordantes com os obtidos por procedimentos de referência a nível de confiança de 95% / Analytical procedures based on chemiluminescence are characterized by high sensitivity, low detection limits, wide linear response ranges and simple instrumentation. One of the main troubles is to increase the amount of detected radiation, because emission occurs in all directions, making difficulty the positioning of the measurement cell in relation to the detection system. An alternative consists in the use of liquid-core waveguides, devices that constrain the emitted radiation, minimizing losses during the transport, in a similar way to optical fibers. Coupling flow analysis to chemiluminescence is attractive, because sample and reagents mixing needs to be fast, highly reproducible and accomplished close to the detector, in view of the short lifetime of the intermediates in the excited state. In this work, a cell constituted by a liquid-core waveguide was evaluated for chemiluminescence measurements. These tools were applied to the determination of hypochlorite in Dakin solution samples by chemiluminescence exploiting the oxidation of luminol by hypochlorite. An analytical procedure for salbutamol determination, exploiting the inhibition of chemiluminescence of luminol oxidation by hypochlorite, was developed, characterizing as a promising alternative for the quantification of this pharmaceutical substance. In both applications, results were in agreement to those obtained by reference procedures at the 95% confidence level

As reações quimiluminescentes de oxalato de bis(2,4,6-triclorofenila) (TCPO) e oxalato de bis(2-nitrofenila) (2-NPO), com f1uoranteno como f1uoróforo, em sistemas micelares aquosos, foram estudadas na presença de alguns surfactantes. A oxidação destes oxalatos por peróxido de hidrogênio ou por hidroperóxido de t - butila produz quimiluminescência cuja intensidade depende da acidez e da presença de imidazol. A intensidade de quimiluminescência é maior na presença de alguns surfactantes, especialmente CTAC, OTAC, DDAB, DODAC e &#946;-ciclodextrina. A reação de TCPO com cloro (HCIO, CIO- e Cl2) na presença de 9,10-difenilantraceno como fluoróforo, em meio de acetonitrila/água, também foi investigada. Um sistema de análise por injeção em fluxo para determinação de cloro com aplicação analítica em água de torneira foi desenvolvido. A faixa linear para a curva analítica de cloro e o limite de detecção foram, respectivamente: (0,2 - 3,0)x10-5 e 0,2 x10-5 mol L-1. / The chemiluminescent reactions of bis (2,4,6-trichlorophenyl) oxalate (TCPO) and bis(2-nitrophenyl) oxalate (2-NPO), with fluoranthene as fluorophore, in aqueous micellar systems, were studied in the presence of surfactants. The oxidation of these oxalates by hydrogen peroxide or t-butyl peroxide produces chemiluminescence, which depends on the acidity and imidazole presence. The chemiluminescent intensity is higher in the presence of some surfactants, especially CTAC, OTAC, DDAB, DODAC and &#946;-cyclodextrine. The reaction of TCPO with free chlorine (HCIO, CIO- and Cl2), in the presence of 9,10-diphenylanthracene as fluorophore in acetonitrile/water medium, was also investigated. A flow injection analysis system, for free chlorine determination with analytical application in tap water was developed. The linear range for free chlorine and detection limit were, respectively: (0.2-3.0)x10-5 and 0.2x10-5 mol L-1.

A quimiluminescência derivada da decomposição induzida de 1,2-dioxetanos e do sistema peróxi-oxalato pode ser explicada através do mecanismo de luminescência iniciada por troca de elétron - CIEEL (\"Chemically Initiated Electron Exchange Luminescence\"). Esta proposta supõe uma transferência de elétron seguida de uma retrotransferência, que pode ocorrer de forma intra ou intermolecular, dependendo do sistema. A etapa de quimiexcitação do sistema peróxi-oxalato envolve uma retro-transferência de elétron intermolecular, da qual participam dois radicais-íons - um deles postulado como o dióxido de carbono radical-anion. Por outro lado, não existe consenso a respeito da via de retro-transferência de elétron na decomposição induzida de 1,2-dioxetanos, que pode ocorrer de forma intra ou intermolecular. Neste trabalho são apresentadas as sínteses de sete 1,2-dioxetanos, os resultados obtidos na investigação da via de quimiexcitação proposta no mecanismo CIEEL para a decomposição induzida de 1,2-dioxetanos e para o sistema peróxi-oxalato e a aplicação da quimiluminescência do luminol em matriz polimérica de poli(vinilpirrolidona) para a calibração de luminômetros de microplacas. Verificou-se, através do estudo do efeito da viscosidade do solvente sobre os rendimentos quânticos singlete na decomposição induzida de 1,2-dioxetanos, uma dependência entre a eficiência de quimiexcitação e o efeito da cavidade de solvente, que foi racionalizada em termos de um modelo difusional e friccional. Estes resultados, associados a cálculos teóricos, tomaram possível postular um mecanismo intramolecular modificado para a decomposição induzida de 1,2-dioxetanos. No sistema peróxi-oxalato foi realizada uma tentativa de detecção direta do dióxido de carbono ânion-radical através de medidas do sinal de ressonância paramagnética de elétron do aduto formado entre &#945;-fenil-N-tert-butilnitrona (PBN), um spin trap, e o radical-anion. Apesar da leve discrepância entre as constantes de acoplamento do sinal observado em relação aos valores relatados na literatura para o aduto PBN-CO2, a caracterização foi realizada preliminarmente através de espectroscopia de massas com injeção direta. Finalmente, foi desenvolvido um sistema para calibração de luminômetros de microplacas, baseado na quimiluminescência de luminol em matriz polimérica, que pode ser utilizado - adicionalmente - na quantificação de peróxido de hidrogênio, em concentrações &#181;mol-1, e agentes redutores com potencial anti-radicalar e antioxidante. / The chemiluminescence resulting from induced decomposition of 1,2-dioxetanes and the peroxyoxalate system can be explained by the Chemically Initiated Electron Exchange Luminescence - CIEEL mechanism. This hypothesis postulates an electron transfer followed by a bond cleavage or rearrangement and back electron transfer which can occur in a intra or intermolecular way, depending on the system. The chemiexcitation step in the peroxyoxalate system involves an intermolecular back electron transfer, in which two radical ions participates - one of them is assumed to be carbon dioxide radical anion. However, there is no consensus about the back electron transfer path in the induced decomposition of 1,2-dioxetanes, which Can occur in an intra or intermolecular way. This work reports the synthesis of seven 1,2-dioxetane derivatives, the results obtained in the investigation of the chemiexcitation path proposed by the CIEEL mechanism for the induced decomposition of 1,2-dioxetanes and for the peroxyoxalate system, and the application of poly(vinylpirrolidone) supported luminol chemiluminescence in the development of a rnicroplate luminometer calibration method. It was possible to confirm, by the study of solvent viscosity effect on singlet quantum yields in induced 1,2-dioxetane decomposition, a dependence between chemiexcitation efficiency and the solvent cavity effect, which was rationalized based on a diffusional and frictional model. These results, together with theoretical calculations, allow us to postulate a modified intermolecular chemiexcitation mechanism for the induced decomposition of 1,2-dioxetanes. An attempt to detect directly the carbon di oxide radical anion in the peroxyoxalate system was made based on the electron paramagnetic resonance detection of the &#945;-phenyl-N-tert-butylnitrone (PBN)-CO2 adduct. Despite small discrepancies between the observed and the previously reported hyperfine coupling constant values, the adduct characterization was confirmed by direct injection mass spectrometry. Finally, a microplate luminometer light intensity calibration system, based on polymeric matrix-supported luminal, was developed. This method can be used also to determine hydrogen peroxide at &#181; mol-1 concentration and to quantify reducing agents with antiradical and antioxidant potential.

La chimiluminescence électrogénérée (ECL) est une technique analytique puissante exploitée pour la détection autant au niveau industriel que dans le domaine de la recherche scientifique ou du diagnostic clinique. La sensibilité élevée et la bonne sélectivité de cette technique font de l'ECL une méthode analytique de choix pour un large éventail d'applications, dont la plus importante est son utilisation commerciale dans un grand nombre de tests immunologiques à base de billes fonctionnalisées. Dans cette thèse, nous avons cherché à étudier le phénomène ECL et son application pour le développement de nouvelles techniques analytiques.Dans la première partie de ce travail, nous utilisons les techniques d'imagerie pour étudier les mécanismes ECL se produisant sur les billes utilisées pour les tests immunologiques. La cartographie de la réactivité au niveau d'une seule microparticule fonctionnalisée avec un complexe de ruthénium fournit une nouvelle stratégie visant à tester l'efficacité du co-réactif et montre des effets optiques associés de focalisation.Dans la deuxième partie, la conception d'un test immunologique pour la détection de l'anti-transglutaminase pour le diagnostic de la maladie coeliaque est présentée en utilisant des ensembles de nanoélectrodes comme plates-formes bioélectroanalytiques. Nous avons également étudié les caractéristiques de l'ECL générée par des réseaux de nanoélectrodes dopées au bore-diamant en tant que matériaux prometteurs pour des applications biologiques ainsi que l'efficacité ECL de deux co-réactifs sur ces réseaux.L'électrochimie bipolaire est un processus sans contact que nous avons exploité pour contrôler le mouvement d'objets conducteurs exposés à un champ électrique en l'absence de contact ohmique direct. Dans la troisième partie de ma thèse, nous présentons l'ECL couplée à l'électrochimie bipolaire pour le suivi d’objets autonomes luminescents. Nous avons élargi ce concept à la détection enzymatique dynamique de glucose en utilisant l'émission de lumière ECL comme signal analytique. / Electrogenerated chemiluminescence (ECL) is a powerful analytical technique exploited for clinical, industrial and research applications. The high sensitivity and good selectivity, makes ECL a tool-of-choice analytical method for a broad range of assays, most importantly for a large number of commercialized bead-based immunoassays. In the present thesis, we aimed to study the ECL phenomenon and its application in development of new analytical methods.In the first part of this work, we used an imaging technique to investigate the ECL mechanisms operating in bead-based assays. Spatial reactivity mapping at the level of a single functionalised bead provides a new strategy to test the co-reactant efficiency and shows associated optical focusing effects.In the second part, the design of a novel anti-transglutaminase ECL immunoassay for celiac disease diagnostic is shown using nanoelectrode ensembles as bioelectroanalytical platforms. We also studied the characteristics of ECL generated by arrays of boron-doped-diamond nanoelectrodes (BDD NEAs) as a promising materials for bioapplications. The ECL efficiency of two co-reactants at BDD NEAs was investigated.Finally, bipolar electrochemistry is a ‘‘wireless’’ process that was exploited for the controlled motion of conductive objects exposed to an electric field in the absence of direct ohmic contact. In the third part of the thesis, we report ECL coupled to bipolar electrochemistry for tracking the autonomous trajectories of swimmers by light emission. We further expanded this concept for dynamic enzymatic sensing of glucose concentration gradient using ECL light emission as an analytical readout.

Nitric Oxide (NO) has been known for long to regulate vessel tone. However, the close proximity of the site of NO production to “sinks” of NO such as hemoglobin (Hb) in blood suggest that blood will scavenge most of the NO produced. Therefore, it is unclear how NO is able to play its physiological roles. The current study deals with means by which this could be understood. Towards studying the role of nitrosothiols and nitrite in preserving NO availability, a study of the kinetics of glutathione (GSH) nitrosation by NO donors in aerated buffered solutions was undertaken first. Results suggest an increase in the rate of the corresponding nitrosothiol (GSNO) formation with an increase in GSH with a half-maximum constant EC50 that depends on NO concentration, thus indicating a significant contribution of ∙NO2 mediated nitrosation in the production of GSNO. Next, the ability of nitrite to be reduced to NO in the smooth muscle cells was evaluated. The NO formed was inhibited by sGC inhibitors and accelerated by activators and was independent of O2 concentration. Nitrite transport mechanisms and effects of exogenous nitrate on transport and reduction of nitrite were examined. The results showed that sGC can mediate nitrite reduction to NO and nitrite is transported across the smooth muscle cell membrane via anion channels, both of which can be attenuated by nitrate. Finally, a 2 – D axisymmetric diffusion model was constructed to test the accumulation of NO in the smooth muscle layer from reduction of nitrite. It was observed that at the end of the simulation period with physiological concentrations of nitrite in the smooth muscle cells (SMC), a low sustained NO generated from nitrite reduction could maintain significant sGC activity and might affect vessel tone. The major nitrosating mechanism in the circulation at reduced O2 levels was found to be anaerobic and a Cu+ dependent GSNO reduction activity was found to deliver minor amounts of NO from physiological GSNO levels in the tissue.