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Processos eletro-oxidativos aplicados à degradação de dimetil ftalato / Electro-oxidative process applied to degradation of dimethyl phthalateFernanda de Lourdes Souza 22 May 2013 (has links)
Os ésteres de ácido ftálico são utilizados como aditivos na manufatura de plásticos e a contaminação do meio ambiente por esses compostos pode ocorrer por diferentes mecanismos. Dado o efeito destes no sistema endócrino de animais e seres humanos, efluentes contendo esses compostos sintéticos devem ser adequadamente tratados antes de qualquer descarte. Os tratamentos convencionais são ineficientes para tratar efluentes aquosos contendo esses ésteres e a oxidação eletroquímica tem sido utilizada como uma opção viável. Assim, neste trabalho foi estudada a degradação eletroquímica de dimetil ftalato (DMFt) utilizando três tipos de ânodos: Ti/Ru0.3Ti0.7O2, F-β-PbO2 e diamante dopado com boro (DDB). Os experimentos foram conduzidos em condições galvanostáticas em células de compartimento do tipo filtro-prensa e vários parâmetros, tais como, eletrólito suporte e a densidade de corrente, foram avaliados. Durante as eletro-oxidações, alíquotas das soluções foram analisadas cromatograficamente e por determinações de carbono orgânico total (COT) e demanda química de oxigênio (DQO). Quando utilizado o ânodo de Ti/Ru0.3Ti0.7O2, foram observados níveis de combustão próximos a 100% em baixos valores de carga elétrica aplicada, indicando um possível processo de incineração direta. Com a incidência de radiação UV incidindo diretamente na superfície do eletrodo, foi obtida a completa remoção de DMFt e 98 % de mineralização em meio ácido, elevadas concentração de cloreto e temperatura. A limitação de ambos os processos foi o transporte de massa e assim, os melhores resultados foram obtidos a baixas densidades de corrente. Com o uso do ânodo de β-PbO2 a remoção de DMFt foi superior na presença de Na2SO4 e em baixas densidades de corrente, com 40 % de mineralização. Com o ânodo de DDB foram realizadas eletro-oxidações na ausência e na presença de radiação UV e ultrassônica. Foi obtida a completa remoção de DMFt, COT e DQO em todas as condições estudadas, com maior eficiência a baixas densidades de corrente, devido a menor limitação por transferência de massa. Ocorreu um efeito positivo na eletrooxidação com aplicação conjunta das duas radiações, no entanto, menor do que o obtido com a aplicação destes processos separadamente. O mecanismo de degradação proposto apresenta a oxidação de DMFt seguida da remoção de grupos metil éster e a quebra do anel aromático para formar ácidos carboxílicos, os quais são mineralizados a dióxido de carbono. Na presença de cloreto, a produção de clorofenóis e ácido tartárico e o aumento na concentração dos intermediários formados são as principais diferenças observadas. / The phthalic acid esters are used as additives in plastics manufacturing and the environmental contamination by these compounds may occur by different mechanisms. Considering its effect on the endocrine system of animals and humans beings, effluents containing these synthetic compounds must be properly treated before any disposal. Traditional methods present limited efficiency for treating wastewater containing these esters and electrochemical oxidation has been proposed as a viable option. In this work, the electrochemical degradation of dimethyl phthalate (DMFt) using three types of anodes: Ti/Ru0.3Ti0.7O2, β-PbO2,F and boron-doped diamond (BDD) was studied. The experiments were performed under galvanostatic conditions using a one compartment filter-press cell and different parameters, such as, electrolyte and current density, were analyzed. During the electro-oxidations, aliquots of the solutions extracted at diffent times were analyzed by liquid chromatography and by variations of total organic carbon (TOC) and chemical oxygen demand (COD). Using Ti/Ru0.3Ti0.7O2 anode, the combustion levels were almost 100% when low values of electrical charge were applied, indicating a possible direct incineration process. Applying UV radiation to the electrode surface, the complete removal of DMFt and 98% mineralization were obtained in acid medium with relative high chloride concentration. Both processes were limited by mass transport and therefore, the best results were obtained at low current densities. Using β-PbO2 anode, the removal of DMFt was higher with 40% of mineralization in the presence of Na2SO4 and at low current densities. Using DDB anode, the electrooxidations were performed in the absence and presence of UV and ultrasonic radiations. The complete removal of DMFT, TOC and COD was obtained for all conditions studied with greater efficiency at low current densities because the smallest mass transfer limitation. A positive effect on the electro-oxidation was observed when UV and ultrasound radiation were applied simultaneously however, lower than that obtained with the application of the processes separately. The degradation mechanism proposed presents the oxidation of DMFt followed by removal of methyl ester groups and breakage of the aromatic ring to form carboxylic acids, which are mineralized to carbon dioxide. In the presence of chloride, the production of chlorophenol and tartaric acid and the increased concentration of the intermediates formed are the majors differences observed.
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Quantificação de cobre, cádmio, chumbo e zinco em mel por voltametria de pulso diferencial com eletrodo de diamante dopado com boroHonório, Gláucio Gualtieri 08 March 2013 (has links)
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Previous issue date: 2013-03-08 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Dependendo da sua origem, o mel pode ter uma mistura de diferentes componentes, principalmente carboidratos, que conferem sabor adocicado ao produto. A concentração mineral é baixa, e depende do ambiente onde o mel é produzido, sendo afetada pela composição do solo, pela geologia e pelas condições geográficas locais. Por ser resultado de um processo de bioacumulação, o mel pode ser utilizado para obter informações a respeito do ambiente em que as abelhas produtoras vivem. O presente trabalho desenvolveu uma metodologia para extração e quantificação de Cu, Pb, Cd e Zn em mel com eletrodo de diamante dopado com boro, por voltametria de pulso diferencial.
A metodologia foi otimizada por meio de planejamento de experimentos, com obtenção de modelos de previsão, após um estudo detalhado a cerca da ativação da superfície do eletrodo. O uso de ferramentas estatísticas, como Análise de Componentes Principais, Análise de Variância e superfícies de resposta auxiliaram na obtenção de condições ótimas de análise para os metais com o eletrodo proposto. Para análise de Cu, Pb e Cd utilizou-se o potencial de deposição de -0,95 V vs Ag|AgCl por 240 segundos, em ácido clorídrico 0,1 molL-1. A análise de Zn foi realizada em tampão acetato 0,5 molL-1 com um potencial de deposição de -1,5 V vs Ag|AgCl por 240 segundos. Por se tratar de uma matriz heterogênea e rica em matéria orgânica, um tratamento de digestão da amostra foi necessário. A mineralização do mel em chapa de aquecimento foi o procedimento mais adequado para tratamento da amostra. O método otimizado apresentou seletividade, boa sensibilidade, precisão, exatidão e robustez. A concentração dos analitos encontrados variaram entre 0,242 e 1,378 mgL-1 para o Cu; 0,129 e 0,918 mgL-1 para o Pb e 0,819 e 2,492 mgL-1 para o Zn. O Cd não foi detectado em nenhuma das amostras. As medidas obtidas foram comparadas com eletrodo de carbono vítreo modificado com filme de mercúrio e espectrometria de absorção atômica com forno de grafite, e os resultados encontrados não diferiram estatisticamente, sendo analisados por Análise de Variância. / Depending on the origin, honey can be a mixture of different components, mainly carbohydrates, which give a sweet taste to the product. The mineral concentration is low and depends on the environment where the honey is produced, being affected by soil composition, geology and by the respective geographical locations. Being the result of a process of bioaccumulation, honey can be used to collect information about of environment in which bees live. This study developed a methodology for the extraction and quantification of Cu, Pb, Cd and Zn in honey with boron-doped diamond electrode, by differential pulse voltammetry.
The methodology was optimized through design of experiments, obtaining prediction models, after a detailed study concerning the activation of the electrode surface. The use of statistical tools such as Principal Components Analysis, Analysis of variance and response surfaces assisted in obtaining optimum conditions for the analysis of metals with such electrode. For analysis of Cu, Pb and Cd was used the deposition potential of -0.95 V vs Ag|AgCl for 240 seconds, hydrochloric acid 0.1 molL-1. Zn analysis was performed in acetate buffer 0.5 mol L-1 with a deposition potential of -1.5 V vs Ag|AgCl for 240 seconds. Because it is a heterogeneous matrix, rich in organic matter, treatment of digestion of the sample was necessary. The mineralization of honey on heating plate was the most appropriate for treatment of the sample. The optimized method showed selectivity, good sensitivity, precision, accuracy and robustness. The concentration of analytes ranged between 0.242 and 1.378 mgL-1 for Cu, 0.129 and 0.918 mgL-1 for Pb and 0.819 and 2.492 mgL-1 for Zn. The Cd was not detected in any sample. The measurements obtained were compared with glassy carbon electrode modified with mercury film and atomic absorption spectrometry with graphite furnace, and the results did not differ statistically, by Analysis of variance.
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Determinação amperométrica de peróxido de hidrogênio em amostras de mel e gel para clareamento dentário usando eletrodo de diamante dopado com boroAzevedo, Gustavo Chevitarese 28 March 2014 (has links)
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Previous issue date: 2014-03-28 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A utilização dos eletrodos à base de carbono já está bem descrita para alguns materiais,
entretanto o desenvolvimento tecnológico vem trazendo ao mercado novos materiais como o
eletrodo de filme de diamante dopado com boro (DDB). Este material possui diversas
propriedades que o tornam excelentes em aplicações eletroanalíticas, dentre elas na
determinação de peróxido de hidrogênio. A determinação de H2O2 pode ser realizada por
diferentes técnicas, incluindo a amperometria, a espectrofotometria e a quimiluminescência.
Neste contexto o objetivo do trabalho foi desenvolver uma célula eletroquímica para adaptar o
eletrodo de DDB e também uma metodologia envolvendo análise por injeção em fluxo para a
determinação amperométrica de H2O2 em amostras de gel de clareamento dentário e mel, sob
o eletrodo de filme de diamante dopado com boro. Diferentes parâmetros foram avaliados para
a obtenção de melhores condições de análise, dentre eles destacam-se o fluxo de eletrólito de
2,8 mL min-1, a alça de amostragem de 175 µL (28,5 cm), o percurso analítico de 25 cm (59
µL) para o gel e 5 cm (31 µL) para o mel e o potencial aplicado de 0,6 V. O método proposto
apresentou resultados adequados em termos de precisão (DPR < 10 %), a exatidão foi
confirmada, para a análise dos geis, através de estudos de adição e recuperação com resultados
entre 74 e 107 %. O mesmo foi comparado ao método espectrofotométrico já existente e
apresentou uma excelente concordância, com o mínimo de perda de exatidão ou precisão, com
o benefício de uma expressiva diminuição no uso de enzima no caso da análise de mel (90 % a
menos) e totalmente eliminado o uso nas amostras de gel, tornando o método mais barato que
o espectrofotométrico. O método foi então aplicado à análise de amostras de gel de clareamento
do mercado local e amostras de mel adquiridas em diferentes cidades da região. Com relação
aos resultados obtidos os geis de clareamento apresentaram um valor médio de concentração
de 2,39 % m/m, os limites de detecção e quantificação foram 1,06 e 3,54 µmol L-1,
respectivamente. Para o mel foram obtidos valores de concentração médios de 25,8 µg g-1, os
limite de detecção e quantificação foram 0,78 e 2,59 µg g-1 respectivamente. / The use of carbon based electrodes is well described for some materials, however technological development has brought to market new materials such as boron doped diamond film electrode. This material has several properties that make it excellent for electroanalytical applications, among them the determination of hydrogen peroxide. The determination of H2O2 can be accomplished by various techniques, including amperometry, spectrophotometry and chemiluminescence. In this context, the aim of this work was to develop an electrochemical cell and a methodology based on an amperometric determination of hydrogen peroxide in whitening gel and honey samples under the boron doped diamond electrode using flow injection analysis. Different parameters were evaluated to obtain the best conditions of analysis , among them the flow of electrolyte of 2.8 mL min- 1 , the loop sampling 175 µL (28.5 cm) , the analytical length of 159 µL (25 cm) to the gel and 31 µL (5 cm) to honey and an applied potential of 0.6 V. The proposed method was suitable in terms of precision (RSD < 10 %) results, the accuracy was confirmed in the analysis of the gels through the addition and recovery studies with results between 74 and 107 %. The proposed method was compared to the spectrophotometric method established and showed an excellent agreement, without loss of accuracy or precision, but with the benefit of a significant reduction in the use of enzyme in honey analysis (90 % less) and not use of enzymes for the analysis of whitening gel, making it cheaper than the spectrophotometric method. The method was then applied to the analysis of tooth whitening gels and honey samples of the local market acquired in different cities of the region. Regarding the results of whitening gels showed a medium concentration value of 2.39 % m/m, the limits of detection and quantification were 1.06 and 3.54 μmol L-1 respectively. For honey samples, a mean concentration value of 25.8 μg g-1 were obtained, the detection and quantification limits were 0.78 and 2.59 μg g-1 respectively.
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Desenvolvimento de metodologia para a determinação de fungicidas da classe das estrobilurinas usando cromatografia líquida de alta eficiência com detecção simultânea ultravioleta e eletroquímicaNogueira, Fernanda da Silva 08 September 2016 (has links)
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Previous issue date: 2016-09-08 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As estrobilurinas sintéticas são fungicidas produzidos e comercializados no mundo
todo, estando entre os mais vendidos por sua eficiência contra diferentes fungos.
Por razões de segurança de saúde pública, a ANVISA (Agência Nacional de
Vigilância Sanitária) classifica as estrobilurinas sintéticas como produtos
altamente ou medianamente tóxicos. Por isso, a legislação tem sido cada vez
mais restritiva com relação aos agrotóxicos de modo geral, incluindo
as estrobilurinas. O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um
método analítico para determinação de sete estrobilurinas por HPLC com detecção
simultânea ultravioleta (UV) e eletroquímica/amperométrica (DE), além da sua
aplicação na análise de amostras de feijão. O detector eletroquímico foi acoplado de
modo “homemade” ao HPLC. O método de separação para as sete estrobilurinas
por HPLC empregando coluna de fase reversa C 18 foi otimizado a partir do estudo
de parâmetros como a composição da fase móvel e modo de eluição, avaliando-se,
entre outros, a resolução e simetria dos picos. Para a detecção UV foi selecionado
adequadamente o comprimento de onda, enquanto na detecção amperométrica o
potencial de eletrólise, utilizando um eletrodo de diamante dopado com boro (DDB)
como eletrodo de trabalho. A detecção UV foi realizada em 200 nm e a
amperométrica aplicando-se um potencial de 1,9 V. Foi otimizado um método de
extração para as estrobilurinas, o qual foi adequado, seletivo e eficiente na remoção
de interferentes. Na avaliação da exatidão do método obteve-se valores
de recuperações para as estrobilurinas entre 61,6 % a 98,8 % com desvios padrões menores que 10,0 %. Os limites de detecção do método foram 0,02 mg kg-1 para todas as estrobilurinas, e os limites de quantificação variaram de 0,06 a 0,07 mg kg1, obtidos por detecção UV e DE. Os métodos de detecção UV e DE também foram
comparados estatisticamente, o que mostrou não haver diferenças significativas
entre os resultados reportados por estes em um nível de 95 % de confiança. Foram
analisadas sete amostras de feijão de diferentes tipos e procedência, todavia não
foram detectadas nenhuma das estrobilurinas estudadas neste trabalho. / Synthetic strobilurins fungicides are produced and marketed all over the world, being
among the best selling ones due to their efficiency against several fungi. For public
health security reasons, ANVISA (National Health Surveillance Agency) classifies
synthetic strobilurins as highly or moderately toxic. Therefore, legislation has been
increasingly stricter regarding pesticides in general, including strobilurins. This study
aimed to develop an analytical method for the determination of seven strobilurins
using HPLC with simultaneous ultraviolet (UV) and electrochemical/amperometric
(DE) detections, in addition to its application for the analysis of bean samples. The
electrochemical detector was coupled to the HPLC in a homemade way. The
separation method for the seven strobilurins by HPLC employing C18 reversed
phase column was optimized from the study of such parameters as the composition
of the mobile phase and the elution mode, evaluating, among others, peak resolution
and symmetry. For UV detection the wavelength was suitably selected, while for the
amperometric detection the potential electrolysis was chosen, using a boron-doped
diamond electrode (DDB) as the working electrode. UV detection was performed at
200 nm and amperometric detection at 1.9 V. An extraction method was optimized
for the strobilurins, which was adequate, selective and efficient in removing
interfering substances. In the accuracy evaluation of the method, the recovery values
obtained for strobilurins were between 61.6% and 98.8%, with standard deviations lower than 10.0%. The detection limits of the method were 0.02 mg kg -1 for all the strobilurins, and the quantification limits ranged from 0.06 to 0.07 mg kg-1, obtained
by UV and DE detection. UV and DE detection methods were statistically compared,
which showed no significant differences between the results reported by them at a
95% confidence level. Seven samples of bean of different types and origins were
analyzed, but none of the strobilurins studied in this work were detected.
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[en] DEVELOPMENT OF ELECTRO-ANALYTICAL METHODS USING ELECTROCHEMICAL CARBON-BASED SENSORS FOR DETERMINATION OF TRIFLOXYSTROBIN, GENTAMICIN AND LAPACHOL / [pt] DESENVOLVIMENTO DE MÉTODOS ELETROANALÍTICOS UTILIZANDO SENSORES ELETROQUÍMICOS BASEADOS NO CARBONO PARA DETERMINAÇÃO DE TRIFLOXISTROBINA, GENTAMICINA E LAPACHOLJOSEANY DE MORAES SANTOS ALMEIDA 20 December 2018 (has links)
[pt] O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de métodos eletroanalíticos empregando elétrodos de grafite-epóxi e diamante dopado com boro para a determinação do antibiótico sulfato de gentamicina, substâncias de interesse biológico (naftoquinonas) e do pesticida trifloxistrobina. O diamante dopado com boro (DDB) apresenta características atraentes de detecção eletroquímica que são úteis em aplicações analíticas baseadas em voltametria e amperometria. Possui uma ampla janela de potencial em soluções aquosas que permitiu a quantificação do fungicida trifloxistrobina (em +1744 mV versus Ag/AgCl(KClsat)) por voltametria de onda quadrada (SWV), em um tampão Britton-Robinson (0,04 mol L-1, pH 4,00 )/acetonitrila 70/30 por cento v/v. A curva de adição de analito foi obtida usando amplitude de pulso 40 mV, freqüência de 30 Hz, passo de potencial de 20 mV. O limite instrumental de detecção foi de 1,4 × 10-7 mol L-1 e a faixa linear dinâmica abrangeram três ordens de grandeza (10-7 a 10-5 mol L-1). As amostras foram analisadas com recuperações de cerca de 80 por cento em amostras de suco de laranja e de 92,4 a 104,0 por cento em amostras de água. Um estudo para avaliar potenciais interferentes foi realizado na presença de outros fungicidas. Estudos diagnósticos indicaram que a oxidação da trifloxistrobina em meio aquoso na superfície do DDB é irreversível, envolvendo duas etapas, cada um com dois elétrons. A degradação UV da trifloxistrobina foi avaliada utilizando o método eletroquímico proposto e a cinética de degradação estabelecida com meia-vida de 1.07 min. A amperometria por injeção em batelada (BIA do inglês batch-injection analysis) com o DDB (operando a +2000 mV) foi utilizada para desenvolver um método para a determinação de sulfato de gentamicina. A extração em fase sólida (SPE do inglês solid-phase extraction), utilizando um cartucho empacotado com um polímero impresso molecularmente, tendo a canamicina como molécula molde, foi utilizada para melhorar a seletividade. O tampão acetato (0,01 mol L-1; pH 4,4) foi utilizado como eletrólito suporte. A oxidação do sulfato de gentamicina ocorreu logo após a injeção do analito (60 microlitros) que entra em contato com a superfície do eletrodo. O cartucho de SPE foi muito eficiente na retenção do analito quando comparado com o polímero não-impresso correspondente (NIP). A curva analítica apresentou resposta linear, a precisão instrumental foi inferior a 3 por cento e o limite de quantificação foi de 2,7 × 10-6 mol L-1. A frequência analítica foi de 90 medições h-1 e nenhum efeito de memória foram observados entre as medidas sequênciais. O desempenho do método proposto foi comparado com o obtido por HPLC-UV e com espectrofotometria de absorção molecular (ambos após derivação química do analito com o-ftalaldeído ou com ninhidrina). O método desenvolvido neste trabalho foi aplicado em formulações farmacêuticas injetáveis e em amostras simuladas, com recuperações próximas de 100 por cento. Para a determinação do lapachol foi utilizada a SWV usando um eletrodo de grafite-epoxi feito no laboratório. O meio eletrolítico utilizado foi uma solução aquosa contendo o surfactante catiônico CTAB (1,2 × 10-4 mol L-1), tampão fosfato (4,0 × 10-2 mol L-1, pH 6,0) e KNO3 (1,0 mol L-1). O surfactante catiônico melhorou a difusão e a interação do analito com o eletrodo, produzindo um processo reversível que melhorou a corrente total medida pelo sistema. O sinal do lapachol foi medido a -470 mV, após pré-concentração a 400 mV durante 140 s, usando frequência de 30 Hz, amplitude de pulso de 40 mV com passo de potencial de 20 mV. O limite instrumental de detecção foi de 0,029 mg L-1 e a faixa linear dinâmica abrangeu duas ordens de grandeza. Na presença de beta-lapachona (isômero estrutural), a seletividade foi obtida pela derivada de primeira ordem do sinal SWV. A determinação do lapachol em extrato etanólico de Tabebuia impetiginosa foi realizada após uma s / [en] The present work aimed to develop electroanalytical methods using graphite-epoxy and boron-doped diamond electrodes for the determination of the antibiotic gentamicin sulfate, substances of biological interest (naphthoquinones) and the pesticide trifloxystrobin. Boron doped diamond (BDD) features attractive electrochemical detection characteristics that are useful in analytical applications based on voltammetry and amperometry. It has a wide potential window in aqueous solutions that allowed the quantification of the fungicide trifloxystrobin (in +1744 mV versus Ag/AgCl(KClsat)) by square-wave voltammetry (SWV) in Britton-Robinson buffer (0.04 mol L-1, pH 4.00) / acetonitrile 70/30 percent v/v electrolyte medium. The analyte addition curve was constructed using 40 mV pulse amplitude, 30 Hz frequency, 20 mV step potential. The instrumental limit of detection was 1.4 × 10-7 mol L-1 and the linear dynamic range covered three orders of magnitude (from 10-7 to 10-5 mol L-1). Recoveries of about 80 percent in orange juice samples and 92.4 to 104.0 percent in water samples. A study to evaluate potential interferences was carried out in the presence of other fungicides. Diagnostic studies indicated that the oxidation of trifloxystrobin in aqueous medium, on the surface of the BDD, is irreversible, involving two steps, each of them with two electrons. UV degradation of trifloxystrobin was studied using the proposed voltammetric method and degradation kinetics with a half-life of 1.07 min was established. Batch injection amperometry (BIA) with BDD (operating at +2000 mV) was used to develop a method for the determination of gentamicin sulfate. Solid phase extraction (SPE) using a cartridge packed with a molecular imprinting polymer made with kanamycin as the template molecule, was used to improve the selectivity. The acetate buffer (0.01 mol L-1; pH 4.40) was used as supporting electrolyte. Oxidation of gentamicin sulfate occurred right after the analyte (60 microlitres solution) comes into contact with the surface of the electrode. The SPE cartridge packed with MIP was very efficient in retaining the analyte when compared to the one packed with the corresponding non-printed polymer (NIP). The analytical curve was linear, the instrument accuracy was less than 3 percent and the limit of quantification was 2.7 × 10-6 mol L-1. The analytical frequency was 90 measurements h-1 and no memory effect was observed between sequential measurements. The performance of the proposed method was compared with that obtained by HPLC-UV and molecular absorption spectrophotometry (both after chemical derivatization of the analyte with o-phthalaldehyde or with ninhydrin). The method was applied in injectable pharmaceutical formulations and in simulated samples, with recoveries close to 100 percent. For the determination of lapachol SWV was employed using a graphite-epoxy electrode made in the laboratory. The electrolytic medium used was an aqueous solution containing the cationic surfactant CTAB (1.2 × 10-4 mol L-1), phosphate buffer (4.0 × 10 -2 mol L-1, pH 6.00) and KNO3 (1.0 mol L-1). The cationic surfactant improved the diffusion and interaction of the analyte with the electrode, producing a reversible process that improved the total current measured by the system. The lapachol signal was measured at -470 mV after preconcentration at 400 mV for 140 s, using a 30 Hz frequency, 40 mV pulse amplitude with a step potential of 20 mV. The instrumental limit of detection was 0.029 mg L-1 and the dynamic linear range comprised two orders of magnitude. In the presence of beta-lapachone (structural isomer), the selectivity was obtained by the first-order derivative of the SWV signal. The determination of lapachol in ethanolic extract of Tabebuia impetiginosa was carried out after a simple separation of the analyte by thin layer chromatography. The results are statistically similar (with 95 percent confidence level) with those performed through HPLC-UV. Studies for the simultaneous determination of beta-lapachone and alpha-lapachone were also successful
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Desenvolvimento e valida??o de metodologias eletroanal?ticas para determina??o de f?rmacos antituberculoseFerraz, Bruno Regis Lyrio 11 March 2016 (has links)
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Previous issue date: 2016 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Funda??o de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) / RESUMO
Etionamida e pirazinamida s?o antibi?ticos ?teis no tratamento da tuberculose
multirresistente. O presente trabalho descreve o desenvolvimento e valida??o de metodologias
eletroanal?ticas para determina??o de etionamida e pirazinamida em formula??es
farmac?uticas e em urina humana empregando um eletrodo de diamante dopado com boro e
um eletrodo de carbono v?treo modificado comum filme de poli glicina. Durante o
desenvolvimento de ambas as metodologias, a voltametria c?clica foi empregada para verificar
a influ?ncia do pH, da velocidade de varredura e do eletr?lito suporte no comportamento
eletroqu?mico de ambos os analitos, bem como foram calculados os n?meros de pr?tons e
el?trons envolvidos em cada uma das rea??es eletroqu?micas. A voltametria de onda quadrada
com os par?metros otimizados foi utilizada para construir curvas anal?ticas para a ETO e
PZA. Para a ETO foi obtido um intervalo linear de 1,0 a 80,0 ?mol L?1, com LOD e LOQ
iguais a 0,294 e 0,980 ?mol L?1, respectivamente. Para a PZA foi obtido um intervalo linear
de 0,47 a 6,16 ?mol L?1, com LOD e LOQ iguais a 0,035 e 0,12 ?mol L?1, respectivamente. A
precis?o foi avaliada pelo registro de voltamogramas no mesmo dia e em dias diferentes,
obtendo-se desvios padr?es relativos, inferiores a 5,0% em ambos os m?todos. Os resultados
dos estudos de interferentes mostraram que nenhuma das subst?ncias testadas interferiu de
maneira significativa na determina??o de ambos os f?rmacos. Os m?todos desenvolvidos
foram comparados estatisticamente com os protocolos oficiais da farmacopeia atrav?s do
teste-t e do teste-F, e os resultados mostraram que os valores de t e F calculados foram
menores do que os valores de t e F cr?ticos, indicando que n?o houve diferen?a estat?stica
entre as m?dias. A exatid?o de ambos os m?todos foi avaliada tamb?m por estudos de adi??o
e recupera??o, obtendo-se como resultados percentuais de recupera??o pr?ximos a 100% para
ambos os m?todos. A valida??o das metodologias desenvolvidas foi realizada pela avalia??o
dos par?metros anal?ticos como sensibilidade, seletividade, limite de detec??o, limite de
quantifica??o, faixa linear, exatid?o e precis?o e os resultados obtidos foram satisfat?rios.
Portanto, os m?todos desenvolvidos podem ser aplicados com sucesso na determina??o dos
f?rmacos ETO e PZA em medicamentos e urina humana. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-gradua??o em Ci?ncias Farmac?uticas, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2016. / ABSTRACT
Ethionamide and pyrazinamide antibiotics are useful in the treatment of multidrugresistant
tuberculosis. This work describes the development and validation of electroanalytical
methodologies for determination of ethionamide and pyrazinamide in pharmaceutical
formulation and human urine using boron-doped diamond electrode and poly glycine
modified glassy carbon electrode, respectively. During the development of both
methodologies, cyclic voltammetry was used to investigate the influence of pH, scan rate and
the supporting electrolyte on the electrochemical behavior of both analytes, as well as the
numbers of protons and electrons involved in each of the electrochemical reactions were
calculated. Square wave voltammetry with optimized parameters were used to construct
standard curves for ETO and PZA. For ETO a linear range from 1.0 to 80.0 ?mol L?1 was
obtained with LOD and LOQ equal to 0.294 and 0.980 ?mol L?1, respectively. For PZA a
linear range from 0.47 to 6.16 ?mol L?1was obtained with LOD and LOQ equal to 0.035 and
0.12 ?mol L?1, respectively. The precision was evaluated by voltammograms record on the
same day and on different days, obtaining relative standard deviation less than 5.0% in both
methods. The results of interfering studies showed that none of the tested substance interferes
significantly in the determination of both drugs. The developed methods were statistically
compared with the pharmacopoeia official protocols through the t-test and F-test, and the
results showed that the calculated t and F values were lower than the critical t and F values
indicating that there was no statistical difference between the averages. The accuracy of both
methods was also evaluated by addition and recovery studies, obtaining results as percentage
recovery close to 100% for both methods. The validation of the developed methodologies was
carried out by the evaluation of analytical parameters such as sensitivity, selectivity, detection
limit, quantification limit, linear range, accuracy and precision and the obtained results were
satisfactory. Therefore, the developed methods can be applied successfully in the
determination of ETO and PZA drugs in pharmaceuticals and human urine.
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Avalia??o do comportamento eletroqu?mico da cotinina no eletrodo de diamante dopado com boro e estudos para sua determina??o em saliva por amperometria pulsada em fluxoAlecrim, Morgana Fernandes January 2016 (has links)
Data de aprova??o ausente. / Submitted by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2016-12-20T14:07:54Z
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Previous issue date: 2016 / A Cotinina (CO) ? o principal metab?lito da nicotina, sendo utilizada como biomarcador para monitorar a exposi??o de um indiv?duo ao tabaco. Os m?todos comumente utilizados para a determina??o desse composto em amostras biol?gicas s?o baseados na cromatografia l?quida, os quais, em geral, s?o dispendiosos e requerem tratamentos tediosos dessas amostras. Dessa maneira, torna-se necess?rio o desenvolvimento de novos m?todos mais simples e r?pidos para determina??o da CO. Nesse contexto, o presente trabalho prop?e o uso eletrodo de diamante dopado com boro (BDD) para detec??o e caracteriza??o eletroqu?mica da CO por t?cnicas voltam?tricas, bem como sua quantifica??o em amostras de saliva por meio da amperometria de m?ltiplos pulsos (MPA) em sistema de an?lise por inje??o em fluxo (FIA). Em meio de tamp?o fosfato a 0,1 mol L-1 (pH 7) a CO apresentou dois processos eletroqu?micos, um an?dico em +1,8 V e um cat?dico em -1,2 V (vs. Ag/ AgCl), sendo o segundo dependente do primeiro e ambos de car?ter irrevers?vel. Foi verificado que o processo de transporte de massas para a oxida??o da CO ? preferencialmente difusional sobre o eletrodo de BDD e que 2 el?trons e pr?tons est?o envolvidos na rea??o eletroqu?mica. O coeficiente de difus?o calculado para a CO foi de 5,7 x 10 -2 cm2 s-1. Para determina??o da CO em saliva, MPA foi utilizada aplicando-se 4 pulsos de potencial, sendo: (1) em +1,8 V/ 400 ms potencial gerador (EG) para oxida??o da CO; (2) em -1,0 V/ 500 ms potencial para elimina??o de interferentes na amostra de saliva, (3) em -1,2 V/ 30 ms potencial coletor para reduzir e quantificar a CO gerada pelo EG; (4) em -145/ 300 ms potencial para limpeza da superf?cie do BDD. A freq??ncia anal?tica te?rica foi obtida de 24 determina??es por hora com uma vaz?o otimizada em 3,0 mL min-1 e a al?a de amostragem de 300 ?L no sistema FIA. Al?m disso, um baixo desvio padr?o relativo de 1,46% foi obtido para 10 determina??es consecutivas de CO 10 ?mol L-1. Nessas condi??es, foi obtida uma faixa linear de 0,5 a 100 ?mol L-1 (R= 0,998) com limite de detec??o calculado em 0,18 ?mol L-1 para CO. Os estudos de adi??o e recupera??o da CO em amostras de saliva foram de 96,77%, Portanto, mediante a caracteriza??o eletroqu?mica e os estudos por FIA-MPA usando eletrodo de BDD, este trabalho apresenta uma alternativa simples, r?pida e de baixo custo para monitoramento do grau de exposi??o ao tabaco pela determina??o da CO em amostras de saliva. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-gradua??o em Ci?ncias Farmac?uticas, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, [2016]. / The Cotinine (CO) is the major metabolite of the nicotine an disused as a biomarker to monitor the exposure of an individual to tobacco. The methods commonly used for CO determination in biological samples are based on liquid chromatography, which generally are expensive and require tedious treatments of the samples. Thus, it becomes necessary to develop simpler and faster methods for determining CO. In this context, this paper proposes the use boron-doped diamond (BDD) film electrode for the detection and electrochemical characterization of CO by voltammetric techniques and, CO quantification in saliva samples by multiple-pulse amperometry (MPA) in analysis by flow injection (FIA) system. In phosphate buffer solution 0.1 mol L-1 (pH 7), the CO presented two electrochemical processes, one anodic at + 1.8V and one cathode at -1.2V (vs. Ag/ AgCl), with the second process dependent on the first and both irreversible process. It was found that CO electrochemical processes are controlled by diffusion and, two-protons and two-electrons are involved in the oxidation reaction. The diffusion coefficients calculated for CO was 5.7 x 10 -2 cm2 s-1. In determination of CO in saliva samples, the MPA detection was used applying four potential pulses: (1) at +1.8V/ 400ms ? generator potential pulse (EG) for oxidation of CO; (2) at-1.0V/500ms - potential for remove possible interferents, (3) at - 1.2V/30ms - collector potential pulse potential for reduction of the product generated by EG and CO quantification; (4) at-14.5V/ 300 ms- potential pulse for cleaning BDD electrode. The proposed method obtained a theoretical analytical frequency with 24 determinations per hour by FIA system in flow rate of 3.0 ml min-1 and sample loop of 300?L. Furthermore, a low relative standard deviation of 1.46% was obtained for 10 measurements of CO 10 ?mol L-1. Under these conditions, A good linear range from 0.5 to 100 ?mol L-1 (R = 0.998) was obtained with a detection limit estimated at 0.18 ?mol L-1 for CO. The addition and recovery studies of CO in saliva samples were 96.77%. Therefore, this work presents, by the first time, an electrochemical characterization of the CO and a method simple, fast and low cost for monitoring the degree of exposure to tobacco by CO determination in saliva samples using FIA-MPA technique.
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Uso do método do padrão interno em sistemas FIA e BIA e determinação simultânea de diclofenaco e codeína em formulações farmacêuticas por amperometria de múltiplos pulsos / Use of the internal standard method in FIA and BIA systems and determination of diclofenac and codeine in pharmaceutical formulations by multiple pulse amperometryGimenes, Denise Tofanello 25 July 2013 (has links)
Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The present thesis demonstrates, for the first time, the possibility of using of the
internal standard method in FIA or BIA systems with amperometric detection. The
method allows to obtain accurate results in the presence of fluctuations in the system
parameters (injected volume, dispensing rate, ionic strength and accidental insertion of
air bubbles) and in the presence of contamination and/or gradual passivation of the
working electrode surface. Methods for determination of diclofenac (DCF) using FIA
with amperometric detection and simultaneous determination of DCF and codeine (CO)
by BIA with amperometric detection have also been developed.
The internal standard method was implemented in the flow injection analysis with
multiple pulse amperometric detection (FIA-MPA) system by applying a sequence of
potential pulses of the working electrode as a function of time. The analyte (+0.80
V/300ms) and internal standard (-0.05 V/400ms) were detected selectively, one at each
potential pulse. Significant improvements were obtained in the accuracy of the system
when the results before and after normalization (using the internal standard method),
were compared. The following errors were calculated, respectively, before and after
normalization of the results using the internal standard method. Change in flow rate
from 3.0 to 1.0 ml min-1 (-57% e < 1%); volume injection from 300 to 100 μL (-63%
and 3%); ionic strength from 0.60 to 0.77 mol L-1 (-44 and 0,2%) and before and after
the introduction of air bubbles into the system (-9,6% and 1,7%). A significant
improvement was also obtained in the correlation coefficient of the calibration curve in
the presence of problems of passivation or contamination of the working electrode. The correlation coefficient was calculated, respectively, as 0,975 and 0,998, before and after
the normalization of the results by the IS method.
The internal standard method was also applied to correct errors derived from the
injection procedure (dispensing rate and injected volume) in batch injection analysis
systems (BIA) with amperometric detection when disposable syringes were used. The
results obtained before and after normalization of the results by the IS method were the
following, respectively: repeatability test (RSD = 6.4 and 1.8%; n = 8), correlation
coefficients (R=0.954 and 0.997) and errors obtained in analysis of synthetic samples (E
= 9.4 ± 1.5 and 3.5 ± 0.7%; n = 8).
The determination of DCF by FIA-MPA was implemented by applying two
potential pulses to the BDD electrode using H2SO4 0.1 mol L-1 as supporting
electrolyte: (i) + 1.2 V / 50 ms for oxidation and quantification of DCF, and (ii) 0.0 V /
50 ms for constant electrochemical cleaning of the electrode surface. The system
showed good stability (RSD = 1.0%, n = 10) and high analytical frequency (135
injections h-1). The method showed a linear response between 5 and 50 μmol L-1 and the
detection and quantification limits were as 0.14 and 0.46 mmol L-1, respectively. The
proposed method was applied to determine of DCF in pharmaceutical formulations and
the obtained results were similar to those obtained by HPLC with a confidence level of
95%.
The simultaneous determination of DCF and CO was performed using the
following potential pulses: (i) +1.1 V / 50 ms: oxidation and quantification of DCF; (ii)
+1.4 V / 50 ms: simultaneous oxidation of DCF and CO, (iii) 0.0 V / 200 ms: for
constant electrochemical cleaning of the BDD electrode. The oxidation current from CO
was obtained by the difference between currents detected at 1.4 and 1.1 V by using a correction factor. The system showed good stability (RSD = 0.9% and 1.1 for DCF and
CO respectively, n = 10) and high analytical frequency (~ 300 injections h-1). The
method showed a linear response between 10 and 50 μmol L-1 for DCF and 7.1 and 35.7
μmol L-1 for CO. The LQ and LD were calculated, respectively, at 1.1 and 3.7 μmol L-1,
for DCF and 1.0 and 3.3 mol L-1 for CO. The proposed method was applied for
simultaneous determination of DCF and CO in pharmaceutical formulations and the
obtained results were similar to those obtained by HPLC with a confidence level of
95%.
Keywords: Multiple pulse amperometry, FIA, BIA, internal standard, simultaneous
analysis, boron doped diamond (BDD), codeine, diclofenac. / Esta tese apresenta, pela primeira vez, a possibilidade de usar o método do padrão
interno em sistemas FIA ou BIA com detecção amperométrica. O método permite a
obtenção de resultados precisos na presença de flutuações em parâmetros dos sistemas
(volume injetado, velocidade de injeção, força iônica e inserção acidental de bolhas de
ar) e na presença de contaminação e/ou passivação gradual do eletrodo de trabalho.
Métodos para determinação de diclofenaco (DCF) usando FIA com detecção
amperométrica e simultânea de DCF e codeína (CO) por BIA com detecção
amperométrica também foram desenvolvidos.
O método do padrão interno foi implementado no sistema de análise por injeção
em fluxo com detecção por amperometria de múltiplos pulsos (FIA-MPA) mediante a
aplicação de uma sequência de pulsos de potenciais ao eletrodo de trabalho em função
do tempo. O analito (+0,80 V/300ms) e o padrão interno (-0,05 V/400ms) foram
detectados seletivamente, um em cada pulso de potencial. Melhoras significativas foram
obtidas na precisão do método quando os resultados obtidos antes e após a normalização
(usando o método do padrão interno) foram comparados. As seguintes variações foram
calculadas, respectivamente, antes e após a normalização dos resultados usando o
método do padrão interno. Variação na velocidade de vazão de 3,0 para 1,0 mL min-1
(-57% e < 1%); no volume de injeção de 300 para 100 μL (-63% e 3%); força iônica de
0,60 para 0,77 mol L-1 (-44 e 0,2%) e antes e após a inserção de bolhas de ar no sistema
(-9,6% e 1,7%). Uma melhora significativa também foi obtida no coeficiente de correlação da curva de calibração na presença de problemas de passivação ou
contaminação do eletrodo de trabalho. O coeficiente de correlação foi calculado,
respectivamente, em 0,975 e 0,998, antes e após a normalização dos resultados pelo
método do PI.
O método do padrão interno também foi aplicado para corrigir erros em sistemas
de análise por injeção em batelada (BIA) com detecção amperométrica provenientes do
procedimento de injeção (velocidade de injeção e volume injetado) quando seringas
descartáveis foram utilizadas. Os resultados obtidos antes e após a normalização dos
resultados pelo método do PI foram os seguintes, respectivamente: estudo de
repetibilidade (DPR=6,4 e 1,8%; n = 8), coeficientes de correlação (R=0,954 e 0,997) e
erros obtidos na análise de amostras sintéticas (9,4 ± 1,5% e 3,5 ± 0,7; n = 8).
A determinação de DCF por FIA-MPA foi implementada através da aplicação de
dois pulsos de potenciais ao eletrodo de BDD em meio de H2SO4 0,1 mol L-1 como
eletrólito suporte: (i) +1,2 V / 50 ms para oxidação e quantificação do DCF e, (ii) 0,0 V
/ 50 ms para constante limpeza eletroquímica do eletrodo de trabalho. O sistema
apresentou boa estabilidade (RSD = 1,0%; n=10) e elevada frequência analítica (135
injeções h-1). O método apresentou resposta linear entre 5 e 50 μmol L-1 e os limites de
detecção e quantificação foram calculados em 0,14 e 0,46 μmol L-1, respectivamente. O
método proposto foi aplicado na determinação de DCF em formulações farmacêuticas e
os resultados obtidos foram similares ao obtidos por HPLC a um nível de confiança de
95%.
A determinação simultânea de DCF e CO foi realizada usando os seguintes pulsos
de potenciais: (i) +1,1 V / 50 ms: oxidação e quantificação de DCF; (ii) +1,4 V / 50 ms:
para oxidação simultânea de DCF e CO; (iii) 0,0 V / 200 ms: para constante limpeza
eletroquímica do eletrodo de BDD. A corrente de oxidação da CO foi obtida pela subtração entre as correntes detectadas em 1,4 e 1,1 V mediante uso de um fator de
correção. O sistema apresentou boa estabilidade (RSD= 1,1 e 0,9% para DCF e CO,
respectivamente, n=10) e elevada frequência analítica (~300 injeções h-1). O método
apresentou resposta linear entre 10 e 50 μmol L-1 para o DCF e entre 7,1 e 35,7 μmol L-1
para CO. O LD e o LQ foram calculados, respectivamente, em 1,1 e 3,7 μmol L-1, para
DCF e 1,0 e 3,3 μmol L-1 para CO. O método proposto foi aplicado na determinação
simultânea de DCF e CO em formulações farmacêuticas e os resultados obtidos foram
similares ao obtidos por HPLC a um nível de confiança de 95%. / Doutor em Química
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Desenvolvimento de um método por ponto nuvem dos hormônios naturais E1 e E2 em amostras de urina e determinação por CLAE/EC utilizando eletrodo de diamante dopado com boro / Development of a cloud point method of E1 and E2 natural hormones from urine samples and determination by HPLC/EC using boron doped diamondAmorim, Kamila Pereira de 06 August 2015 (has links)
Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-01-08T08:39:40Z
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Previous issue date: 2015-08-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Cloud point extraction method (CPE) was used for the determination of estrone (E1) and 17β-estradiol (E2) hormones in human urine. The combination of the electrochemical detection techniques with high-performance liquid chromatography (HPLC-EC) was used for the detection and quantification of these hormones. A boron doped diamond electrode (BDD) pretreated cathodically was used as electrode material for all electrochemical measurements. The optimized chromatographic parameters resulted in a mobile phase composition of KH2PO4 (0.01 mol L-1; pH 5.0) / ACN (72:28 V/V), flow 1.2 ml min-1. An applied potential for electrochemical detection of 1.0 V x Ag/AgCl (3.0 mol L-1) was selected from hydrodynamic voltammograms constructed for each hormone changing the potential between 0.3 V and 1.2 V x Ag/AgCl (3.0 mol L-1). Limits of detection (S/N = 3) of 500 ng mL-1 and limits of quantification of 800 ng mL-1 were obtained for both E1 and E2 hormones without any extraction process. Urine samples at pH 5.0 and 7.0 were investigated aiming the influence of pH on the efficiency of the CPE process, and the optimum results for the most current signal of the hormones was obtained at pH 7.0. Extractor solvent volumes were changed in the 0.5-2.5 mL range, and the optimum results were obtained when using 1.0 mL of Tergitol TMN-6 surfactant (10% aqueous solution). From the equation of the calibration curves obtained with and without the CPE procedure it was possible to determine the pre-concentration factor (FC) and all the other parameters involving the efficiency of CPE method. A comparison of the efficiency of CPE method with direct liquid-liquid extraction with the organic solvent CCl4 was carried out and the results showed that the CPE method was quite superior to liquid-liquid extraction. The validation of the method was carried out from intra-day recovery experiments and inter-day and evaluated the accuracy, precision and repeatability. The proposed method was applied to individual samples of urine of 1 man, 1 pregnant woman, 1 woman in fertile age, and 1woman in lactating stage. The values of the variation coefficients of the recovery percentages were lower than 15%. / Método de extração por ponto nuvem (EPN) foi usado para a determinação dos hormônios estrona (E1) e 17β-estradiol (E2) em urina humana. A combinação entre as técnicas de detecção eletroquímica e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE-EC) foi usada para a detecção e quantificação desses hormônios. Um eletrodo de diamante dopado com boro (DDB) pré-tratado catodicamente foi usado como material de eletrodo para todas as determinações eletroquímicas. Os parâmetros cromatográficos otimizados resultaram em uma composição de fase móvel de KH2PO4 (0,01 mol L-1; pH 5,0) / ACN (72:28 V/V) vazão de 1,2 mL min-1. Um potencial aplicado para a detecção eletroquímica de 1,0 V x Ag/AgCl (3 mol L-1) foi selecionado a partir de voltamogramas hidrodinâmicos construídos para cada hormônio variando-se o potencial entre 0,3 V e 1,2 V x Ag/AgCl (3,0 mol L-1). Limites de detecção (S/R = 3) de 500 ng mL-1 e limites de quantificação de 800 ng mL-1 foram obtidos para ambos os padrões dos hormônios E2 e E1 sem qualquer processo de extração. Amostras de urina em pH 5,0 e 7,0 foram investigadas quanto a influência do pH na eficiência do processo de extração, e o melhor resultado referente ao maior sinal de corrente dos hormônios foi obtido em pH 7,0. Os volumes de solvente extrator foram variados na faixa de 0,5-2,5 mL e o melhor resultado referente ao sinal de corrente dos hormônios foi obtido pelo uso de 1,0 mL de solução aquosa 10% do surfactante Tergitol TMN-6. A partir da equação da reta obtida das curvas analíticas, com e sem o procedimento de EPN, foi possível determinar o fator de pré-concentração (FC) e todos os demais parâmetros envolvendo a eficiência do método de EPN. Uma comparação sobre a eficiência dos métodos de EPN com extração direta líquido-líquido com o solvente orgânico CCl4 foi realizada e os resultados mostraram que método de EPN mostrou-se bastante superior a extração líquido-líquido. A validação do método foi feita a partir de ensaios de recuperação intra-dia e inter-dia, sendo avaliadas a exatidão, precisão e repetitividade. O método proposto foi aplicado em amostras individuais de urina de 1 homem, 1 mulher gestante, 1 mulher em idade fértil e 1 mulher lactante. Os valores dos coeficientes de variação das porcentagens de recuperação foram menores que 15%.
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[pt] DESENVOLVIMENTO DE MÉTODOS ELETROANALÍTICOS PARA A DETERMINAÇÃO DE FUNGICIDAS DA CLASSE DAS ESTROBILURINAS UTILIZANDO ELETRODOS DE FILME DE BISMUTO E DE DIAMANTE DOPADO COM BORO / [en] ELECTROANALYTICAL METHODS FOR THE DETERMINATION OF FUNGICIDES OF THE STROBILURIN CLASS USING THE BISMUTH FILM ELECTRODE AND THE BORON-DOPED DIAMOND29 November 2021 (has links)
[pt] O monitoramento de resíduos de pesticidas é extremamente importante e isso se dá pelo emprego de métodos analíticos adequados para avaliar a sua presença em compartimentos ambientais e a contaminação de alimentos com esses agentes. Os pesticidas da classe das estrobilurinas vêm se tornando os mais utilizados para o controle dos fungos e apesar da propagada baixa toxicidade e rápida degradação, estudos devem ser realizados para averiguar o nível de exposição dos humanos a tais substâncias. Estudos com as estrobilurinas (azoxistrobina, cresoxim-metílico, dimoxistrobina, fluoxastrobina, picoxistrobina, piraclostrobina e trifloxistrobina) utilizando o eletrodo de trabalho de diamante dopado com boro (DDB) foram realizados por voltametria cíclica e voltametria de onda quadrada (SWV) e indicaram dois picos de oxidação (varredura anódica) em potenciais distintos. Dados experimentais e da literatura permitiram supor que para cresoxim-metílico e dimoxistrobina o primeiro pico de oxidação tem um mecanismo irreversível com 2 mols de elétrons por mol de analito e o segundo pico de oxidação com mecanismo quase-reversível. Para picoxistrobina, os dois picos de oxidação são irreversíveis com 2 mols de elétrons por mol de analito. Para piraclostrobina os dois picos de oxidação são quase-reversíveis. Métodos por SWV foram desenvolvidos utilizando DDB para determinação de cresoxim-metílico, picoxistrobina e piraclostrobina. As varreduras anódicas foram feitas entre: +1000 a +1750 mV (medição do sinal em +1420 mV) para cresoxim-metílico; +1100 a +1800 mV (medição do sinal em +1450 mV) para picoxistrobina e +1050 a +2100 mV (medição do sinal em +1280 mV) para piraclostrobina. O eletrólito suporte foi tampão acetato (0,05 mol L-1; pH 4,0) para a determinação de cresoxim-metílico e piraclostrobina e tampão Britton-Robinson (0,04 mol L-1; pH 2,0) para a picoxistrobina. Resposta analítica linear para cresoxim-metílico foi do limite de quantificação, LOQ, (0,9 umol L-1 ou 0,27 mg L-1) até 34,0 μmol L-1 com R2> 0,999. Para picoxistrobina a faixa linear foi do LOQ (0,7 mol L-1 ou 0,25 mg L-1) a 20,0 μmol L-1 (R2> 0,994). Já para piraclostrobina a faixa linear foi do LOQ (0,8 μmol L-1 ou 0,32 mg L-1) a 20,0 μmol L-1 (R2> 0,991). Os métodos foram aplicados na análise de amostras de suco de uva (cresoxim-metílico e piraclostrobina) e águas naturais (picoxistrobina e piraclostrobina). As recuperações variaram de 91,6 a 105,3 porcento dependendo da estrobilurina. Os métodos propostos foram comparados com cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) e os resultados não indicaram diferença significativa entre eles. Amostras de suco de uva comercial foram fortificadas na concentração do limite máximo permitido pela legislação, sendo o analito pré-concentrado dez vezes por extração em fase sólida (SPE), com cartucho C18, obtendo-se recuperações entre 95,4 a 99,5 porcento dependendo da estrobilurina. Dados experimentais indicaram que não houve degradação térmica significativa para as estrobilurinas em soluções aquecidas a 60 °C durante 2 h. Não foi possível propor um perfil simples de cinética para degradação por exposição ao UV para o cresoxim-metílico. Para picoxistrobina e piraclostrobina, um modelo de cinética de segunda ordem pode ser atribuído para a degradação por exposição ao UV. Métodos com a abordagem de análise por injeção em batelada (BIA) com detecção amperométrica no eletrodo de DDB foram desenvolvidos para a determinação de dimoxistrobina e picoxistrobina em águas naturais. Os métodos apresentaram uma frequência de análise de 180 injeções h-1 (dimoxistrobina) e 108 injeções h-1 (picoxistrobina), e precisão satisfatória (abaixo de 5 porcento). Resposta analítica linear para dimoxistrobina foi de 1,3 μmol L-1 (0,41 mg L-1) a 60,0 μmol L-1 com R2> 0,999 e para picoxistrobina foi de 5,3 μmol L-1 (1,95 mg L-1) e 100,0 μmol L-1 (R2> 0,999). Valores de recuperação obtidos nas amostras de águas naturais fortificadas com os analitos foram entre 80,2 e 105,6 porcento dependendo do analito. Além disso, uma estratégia simples para detectar a presença de moléculas interferentes em amostras de água com base na amperometria de múltiplos pulsos foi apresentada com sucesso. Um método voltamétrico de redissolução anódica por pulso diferencial usando o eletrodo de filme de bismuto foi desenvolvido para a determinação de picoxistrobina em amostras de urina e águas naturais. O ciclo de medição começou com a aplicação de um potencial de deposição de -700 mV durante 60 s para a formação in situ do filme Bi e a acumulação do analito. A varredura de potencial foi no sentido anódico entre +790 e +1050 mV. Provou-se que, nas condições empregadas, uma quantidade significativa de filme de Bi ainda está presente na superfície do eletrodo de carbono vítreo após a varredura anódica, com uma velocidade de 40 mV s-1. A presença de Bi é fundamental para a acumulação e oxidação de picoxistrobina (pico máximo em +954 mV) durante redissolução. O eletrólito suporte foi HCl 1,0 mol L-1. Um procedimento de limpeza foi desenvolvido a fim de minimizar o efeito de memória. Resposta analítica linear para picoxistrobina foi observada de 2,8 μmol L-1 (1,0 mg L-1) até 19,0 μmol L-1 (R2> 0,994). SPE permitiu a pré-concentração do analito e eliminou as interferências nas amostras de urina. Recuperações de 89,3 a 104,8 porcento foram encontradas e a interferência das outras estrobilurinas ao método foram avaliadas. O método proposto foi comparado com HPLC e os resultados indicam que não houve diferença significativa entre eles. / [en] The monitoring of pesticide residues is extremely important and this is accomplished by the use of methods to assess their presence in environmental compartments and in food stuff contaminated with these agents. The pesticides of the strobilurin class have become the most widely used for fungi control and despite the low toxicity and rapid degradation, studies should be conducted to ascertain the level of human exposure to such substances. Studies with the strobilurin pesticides (azoxystrobin, kresoxim-methyl, dimoxystrobin, fluoxastrobin, picoxystrobin, pyraclostrobin and trifloxystrobin) were performed by cyclic voltammetry and square wave voltammetry (SWV) using the boron-doped diamond (BDD). Results indicated two oxidation peaks (anodic scan) at different potentials. Based on experimental data and literature it is assumed that for kresoxim-methyl and dimoxystrobin the first oxidation peak comes from an irreversible mechanism involvieng 2 moles of electrons per mole of analyte while the second oxidation peak is from a quasi-reversible mechanism. For picoxystrobin, the two oxidation peaks are from irreversible processes involving 2 moles of electrons per mole of analyte. For pyraclostrobin, the two oxidation peaks are from quasi-reversible processes. SWV methods were developed for determination of kresoxim-methyl, pyraclostrobin and picoxystrobin using the BDD. The anodic scans were made between: +1000 to +1750 mV (measured signal at +1420 mV) for kresoxim-methyl; +1100 to +1800 mV (measured signal at +1450 mV) for picoxystrobin and +1050 to +2100 mV (measured signal at +1280 mV) for pyraclostrobin. The supporting electrolyte was acetate buffer (0.05 mol L-1, pH 4.0) for the determination of kresoxim-methyl and pyraclostrobin and Britton-Robinson buffer (0.04 mol L-1, pH 2.0) to picoxystrobin. Linear analytical response to kresoxim-methyl was the limit of quantification, LOQ (0.9 μmol L-1 or 0.27 mg L-1) to 34.0 μmol L-1 with R2> 0.999. For picoxystrobin the linear range was from LOQ (0.7 μmol L-1 or 0.25 mg L-1) to 20.0 μmol L-1 (R2> 0.994). Pyraclostrobin presented linear range from LOQ (0.8 μmol L-1 and 0.32 mg L-1) to 20.0 μmol L-1 (R2> 0.991). The methods were applied in the analysis of grape juice samples (kresoxim-methyl and pyraclostrobin) and in natural waters (picoxystrobin and pyraclostrobin). The recoveries ranged from 91.6 to 105.3 percent depending on the strobilurin. The results obtained with the proposed methods were compared with the ones achieved by high performance liquid chromatography (HPLC) indicating no significant difference between them. Commercial grape juice samples were fortified at the maximum concentration allowed legislation and the analytes were pre-concentrated (tenfold) by solid phase extraction (SPE) in a C18 cartridge analyte Recoveries were between 95.4 to 99.5 percent depending on the strobilurin. Experimental data indicate that no significant thermal degradation occurred for strobilurins in solutions heated at 60 °C for 2 h. It was not possible to propose a simple kinetic profile for the UV degradation of kresoxim-methyl. However, for picoxystrobin and pyraclostrobin, a second-order kinetic model explains their degradation profile. Methods using batch injection analysis (BIA) with amperometric detection on a BDD electrode have also been developed for the determination of picoxystrobin and dimoxystrobin in natural waters. The methods showed an analytical frequency of 180 injections h-1 (dimoxystrobin) and 108 injections h-1 (picoxystrobin) and satisfactory precision (less than 5 percent). Linear analytical response for dimoxystrobin was from 1.3 μmol L-1 (0.41 mg L-1) to 60.0 μmol L-1 with R2> 0.999 while for picoxystrobin, the range was from 5.3 μmol L-1 (1.95 mg L-1) to 100.0 μmol L-1 (R2> 0.999). Recoveries achieved for analyte fortified water samples were between 80.2 and 105.6 percent depending on the analyte. In addition, a simple strategy to detect the presence of interfering molecules in water samples, based on multiple pulse amperometry, was successfully introduced. A stripping anodic differential pulse voltammetric method using the bismuth film electrode was developed for the determination picoxystrobin in urine samples and in natural waters. The measurement cycle started with the application of a deposition potential of -700 mV for 60 s for the in situ formation of the Bi film and for the accumulation of analyte. The potential was scanned in the anodic direction between +790 and +1050 mV. It has been proven that, under the conditions employed, a significant amount of Bi film is still present on the surface of the glassy carbon electrode after anodic sweep, with a speed of 40 mV s-1. The presence of Bi is essential for the accumulation and oxidation of picoxystrobin (maximum peak at +954 mV) during stripping. The supporting electrolyte was HCl 1.0 mol L-1. A cleaning procedure was developed to minimize the memory effect. Analytical linear response was observed for picoxystrobin from 2.8 μmol L-1 (1.0 mg L-1) to 19.0 μmol L-1 (R2> 0.994). SPE allowed the pre-concentration of the analyte and elimination of interferences from urine samples. Recoveries from 89.3 to 104.8 percent were found. Interference of other strobilurin the method were evaluated. The proposed method was compared with HPLC and the results indicate no significant difference between them.
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