Neste trabalho foi feito um estudo sistemático para avaliar a influência dos principais parâmetros associados à análise direta de sólidos por espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica. Os parâmetros avaliados foram secagem, moagem, tamanho de partículas, massa de amostra e homogeneidade na determinação de Al, As, Cd, Cr, Cu, Pb, Ni e Zn em fígado e músculo bovino. Além desses estudos foram desenvolvidos métodos para a determinação de As, Cd, Cr e Pb em cabelo e de As, Cd, Cu, Cr, Ni, Pb e Zn em material particulado urbano. A adequada otimização dos programas de aquecimento e o uso de modificadores químicos permitiram que, na maioria dos casos, a calibração do espectrômetro fosse feita com soluções de referência. O fígado e o músculo bovino foram preparados seguindo diferentes procedimentos de secagem: (1) liofilização e (2) secagem em forno de microondas doméstico seguida pela estufa a 60 oC até atingir massa constante. O moinho de bolas e o moinho criogênico foram utilizados para a moagem. Todos os materiais apresentaram homogeneidade adequada para serem aplicados em análises de massas inferiores a 100 µg, exceto o Pb, cuja massa mínima foi de 600 µg. O fígado seco em forno de microondas seguida pela estufa e moído em moinho criogênico foi o que apresentou a melhor homogeneidade, podendo ser aplicado para análise de massas em torno de 30 µg, no caso da determinação de Cu. Devido à capacidade da SS-ETAAS analisar diminutas massas de amostras, foi possível avaliar a distribuição de Cd e Pb ao longo do fio de cabelo. Esse estudo mostrou que, por meio desse tipo de análise, é possível obter informações a respeito dos episódios do passado relevantes à saúde, mesmo que a ação já tenha cessado, podendo ser utilizado em investigações forenses. O trabalho envolvendo a análise de material particulado urbano faz parte do processo de certificação de um novo material de referência certificado para microanálise (SRM 1648a), em processo de produção no National Institute of Standard and Technology (NIST). Resultados da avaliação de homogeneidade indicaram que massas de amostra inferiores a 50 µg podem ser utilizadas. / In this work, a systematic study to evaluate the influence of the main parameters associated to solid sampling electrothermal atomic absorption spectrometry was done. The parameters evaluated were the sample drying and grinding, the particle size, the sample size and the homogeneity and their influence on Al, As, Cd, Cr, Cu, Pb, Ni and Zn determinations in bovine liver and muscle. Beyond these studies, methods for As, Cd, Cr and Pb determinations in hair and As, Cd, Cu, Cr, Ni, Pb and Zn determinations in urban particle matter were developed. The heating program optimization and the adoption of some strategies such as the use of chemical modifier allowed, in the most of cases, analyzing solid samples against aqueous calibration. Bovine liver and muscle were prepared following different drying procedures: (1) freeze-drying process and (2) drying in a domestic microwave oven followed by drying in a stove at 60oC until constant mass. Ball and cryogenic mills were used to grind the samples. All prepared materials presented good homogeneity to be applied in analysis of sample mass size lower than 100 µg, except to Pb. In this case, the minimal sample mass size was 600 µg. Bovine liver dried in a microwave oven followed by drying in a stove and ground in a cryogenic mill presented the best homogeneity. For Cu determination, 30 µg of this material could be used. Due to the capacity of SS-ETAAS in analyzing very low sample mass size, it was possible to evaluate the Cd and Pb distribution through the extent of the hair. This study showed that it is possible to retrieve information about past health issues, even if its cause has ceased. In this way, it can be applied in a forensic science. The urban particle matter analysis is related to certification process of the new certified reference material for microanalysis (SRM 1648a) in production process at National Institute of Standard and Technology (NIST). Results of homogeneity evaluation showed sample mass size lower than 50 µg can be used without affecting the precision and accuracy of the results.

Neste trabalho foi feito um estudo sistemático para avaliar a influência dos principais parâmetros associados à análise direta de sólidos por espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica. Os parâmetros avaliados foram secagem, moagem, tamanho de partículas, massa de amostra e homogeneidade na determinação de Al, As, Cd, Cr, Cu, Pb, Ni e Zn em fígado e músculo bovino. Além desses estudos foram desenvolvidos métodos para a determinação de As, Cd, Cr e Pb em cabelo e de As, Cd, Cu, Cr, Ni, Pb e Zn em material particulado urbano. A adequada otimização dos programas de aquecimento e o uso de modificadores químicos permitiram que, na maioria dos casos, a calibração do espectrômetro fosse feita com soluções de referência. O fígado e o músculo bovino foram preparados seguindo diferentes procedimentos de secagem: (1) liofilização e (2) secagem em forno de microondas doméstico seguida pela estufa a 60 oC até atingir massa constante. O moinho de bolas e o moinho criogênico foram utilizados para a moagem. Todos os materiais apresentaram homogeneidade adequada para serem aplicados em análises de massas inferiores a 100 µg, exceto o Pb, cuja massa mínima foi de 600 µg. O fígado seco em forno de microondas seguida pela estufa e moído em moinho criogênico foi o que apresentou a melhor homogeneidade, podendo ser aplicado para análise de massas em torno de 30 µg, no caso da determinação de Cu. Devido à capacidade da SS-ETAAS analisar diminutas massas de amostras, foi possível avaliar a distribuição de Cd e Pb ao longo do fio de cabelo. Esse estudo mostrou que, por meio desse tipo de análise, é possível obter informações a respeito dos episódios do passado relevantes à saúde, mesmo que a ação já tenha cessado, podendo ser utilizado em investigações forenses. O trabalho envolvendo a análise de material particulado urbano faz parte do processo de certificação de um novo material de referência certificado para microanálise (SRM 1648a), em processo de produção no National Institute of Standard and Technology (NIST). Resultados da avaliação de homogeneidade indicaram que massas de amostra inferiores a 50 µg podem ser utilizadas. / In this work, a systematic study to evaluate the influence of the main parameters associated to solid sampling electrothermal atomic absorption spectrometry was done. The parameters evaluated were the sample drying and grinding, the particle size, the sample size and the homogeneity and their influence on Al, As, Cd, Cr, Cu, Pb, Ni and Zn determinations in bovine liver and muscle. Beyond these studies, methods for As, Cd, Cr and Pb determinations in hair and As, Cd, Cu, Cr, Ni, Pb and Zn determinations in urban particle matter were developed. The heating program optimization and the adoption of some strategies such as the use of chemical modifier allowed, in the most of cases, analyzing solid samples against aqueous calibration. Bovine liver and muscle were prepared following different drying procedures: (1) freeze-drying process and (2) drying in a domestic microwave oven followed by drying in a stove at 60oC until constant mass. Ball and cryogenic mills were used to grind the samples. All prepared materials presented good homogeneity to be applied in analysis of sample mass size lower than 100 µg, except to Pb. In this case, the minimal sample mass size was 600 µg. Bovine liver dried in a microwave oven followed by drying in a stove and ground in a cryogenic mill presented the best homogeneity. For Cu determination, 30 µg of this material could be used. Due to the capacity of SS-ETAAS in analyzing very low sample mass size, it was possible to evaluate the Cd and Pb distribution through the extent of the hair. This study showed that it is possible to retrieve information about past health issues, even if its cause has ceased. In this way, it can be applied in a forensic science. The urban particle matter analysis is related to certification process of the new certified reference material for microanalysis (SRM 1648a) in production process at National Institute of Standard and Technology (NIST). Results of homogeneity evaluation showed sample mass size lower than 50 µg can be used without affecting the precision and accuracy of the results.

Boron (B) is a rare element on Earth crust with a natural abundance of 0.001%. However, boron content of water and soils may be significantly high in the regions with rich boron reserves. In addition, extensive use of agrochemicals in soils as well as various natural processes increases the boron concentration in water. Despite B is an essential element for all living creatures, it may pose risks at high level exposures. World Health Organization (WHO) has recommended a daily intake of 1 to 13 mg B for adults. Turkey has almost 70% of world boron reserves principally in four regions: K&uuml / tahya, Emet / Balikesir, Bigadi&ccedil / Eskisehir, Kirka and Bursa, Kemalpasa. The boron content of water in these regions may go up to significant levels. Therefore, it is important to determine B in drinking water from these regions. Electrothermal atomic absorption spectrometry (ETAAS) is a relatively sensitive technique for determination of boron. However, the technique suffers from formation of molecular boron compounds. Therefore, use of chemical modifiers and pyrolytically coated graphite tubes modified with refractory carbide forming elements (Ta, W, Zr, Pd, Ru, Os) were utilized to develop a reliable and sensitive method. Based on optimization studies, Tantalum (Ta) coated tube and co-injection of 5.0 &micro / L 0.01 mol/L Ca(NO3)2, 5.0 &micro / L 0.05 mol/L citric acid together with 15.0 &micro / L sample solution prepared in 1000 mg/L Mg(NO3)2 have been chosen as optimum conditions. Optimum temperatures for pyrolysis and atomization temperatures were determined as 1100 and 2700 &deg / C, respectively. Under these conditions, a detection limit of 0.088 mg/L and a characteristic mass of 186 pg for 15.0 &micro / L sample volume were obtained. The accuracy of the method was checked by EnviroMAT-Waste Water EU-L-1 CRM and NIST 1573a Tomato Leaves SRM analyses. Drinking water samples were collected from Balikesir, Bigadi&ccedil / and K&uuml / tahya, Emet and analyzed by the developed method. Samples were also analyzed by more sensitive techniques / ICP-OES and ICP-MS for a comparison study. The results are compatible with each other.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-30T11:57:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Bruno Elias dos Santos Costa - 2013.pdf: 2053959 bytes, checksum: 6af8dff43a9a4b548490b5b15b557b8a (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-30T14:45:37Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Bruno Elias dos Santos Costa - 2013.pdf: 2053959 bytes, checksum: 6af8dff43a9a4b548490b5b15b557b8a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-30T14:45:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Bruno Elias dos Santos Costa - 2013.pdf: 2053959 bytes, checksum: 6af8dff43a9a4b548490b5b15b557b8a (MD5) Previous issue date: 2013-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this study, a highly sensitive and selective procedure for determination of arsenate and total arsenic in rice by electrothermal atomic absorption spectrometry after cloud point extraction As(V)-CPE-GF AAS was developed. The procedure is based on complex formation of As (V) ions with molybdate in the presence of 50.0 mmol L-1 sulfuric acid and 0.1 mmol L-1 ascorbic acid. The complex of As (V)-molybdate was extracted into the surfactant-rich phase of 0.06% w/v Triton X-114 solution. The variables affecting complex formation, extraction and phase separation such as complexing agent concentration, reducing agent concentration and electrolyte concentration were optimized using a factorial design and response surface methodology through central composite design (CCD). Under the optimal experimental conditions, the calibration graph was linear in the range of 0.03 – 10.0 μg L-1 for As (V) ions. The detection and quantification limits for As(V) were 0.0099 and 0.0331 μg L-1 respectively, obtaining an enrichment factor of 78.3 and the corresponding value for relative standard deviation (R.S.D) for 10 replicate determinations was below 5%. A two-level full factorial experimental design involving three factors (permanent modifiers, pyrolysis temperature PT and atomization temperature AT) was investigated to estimate the optimum values of the variables affecting the detection. It was demonstrated that iridium modifier and PT x AT interaction were considered in modeling the response surface. Recovery values were obtained between 90.8% and 113.1% for spiked samples. The method was successfully applied to the determination of As (V) and total arsenic in some rice samples. / Neste estudo, foi desenvolvido um procedimento altamente sensível e seletivo para determinação de As(V) e arsênio total em amostras de arroz por espectrometria de absorção atômica em forno de grafite após extração por ponto nuvem As(V)-CPE-GF AAS. O procedimento é baseado na formação do complexo de íons As(V) com molibdato na presença de 50,0 mmol L-1 de ácido sulfúrico e 0,1 mmol L-1 de ácido ascórbico. O complexo As(V)-molibdato foi extraído para fase rica em surfactante da solução de 0,06 % m/v de Triton X-114. As variáveis que afetam a formação do complexo, extração e a separação de fases, tais como a concentração do agente complexante, concentração do agente redutor e a concentração do eletrólito foram otimizadas utilizando planejamento fatorial e metodologia de superfície de resposta por meio do planejamento composto central (CCD). Sobre as condições otimizadas, a curva de calibração foi linear na faixa de 0,03 – 10,0 μg L-1 para íons As(V). Os limites de detecção e quantificação alcançados para As(V) foram 0,0099 e 0,0331 μg L-1 respectivamente, obtendo um fator de enriquecimento de 78,3 e o valor correspondente ao desvio padrão relativo (D.P.R.) para 10 replicatas foram abaixo de 5%. Um planejamento experimental fatorial de dois níveis envolvendo três fatores (modificadores permanentes, temperatura de pirólise TP e temperatura de atomização TA) foi investigado para estimar os valores ótimos das variáveis que afetam a detecção. Foi demonstrado que o modificador permanente de irídio e a interação TPxTA foram considerados na modelagem da superfície de resposta. Valores de recuperação foram obtidos entre 90,85% à 113,10% para amostras fortificadas. O método foi aplicado satisfatoriamente para a determinação de As(V) e arsênio total em algumas amostras de arroz beneficiadas na região.

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-02-25T13:31:28Z No. of bitstreams: 1 Tese Uenderson Araujo Barbosa -final.pdf: 2006362 bytes, checksum: 7f8502d02bb06b7f75032fb7a79d79bc (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-10T17:54:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese Uenderson Araujo Barbosa -final.pdf: 2006362 bytes, checksum: 7f8502d02bb06b7f75032fb7a79d79bc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-10T17:54:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Uenderson Araujo Barbosa -final.pdf: 2006362 bytes, checksum: 7f8502d02bb06b7f75032fb7a79d79bc (MD5) / CAPES e CNPq / Neste trabalho foram propostas estratégias analíticas visando à avaliação toxicológica de metais e metaloides em medicamentos utilizados no tratamento da anemia ferropriva, empregando técnicas cromatográficas e não cromatográficas. Na primeira parte desta tese determinou-se chumbo nos medicamentos aplicando espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica (ETAAS). O preparo da amostra foi realizado fazendo uso de digestão ácida em bloco digestor com sistema de refluxo “dedo frio” usando 3 mL de HNO3 (69% v/v) e 1 mL de H2O2 (30% v/v). Foram otimizadas as temperaturas de pirólise e atomização usando uma mistura de paládio e magnésio como modificador químico convencional, obtendo-se 1100ºC e 2000ºC para pirólise e atomização, respectivamente. Com uma massa característica de 21,3 pg e 0,25 e 0,82 µg L-1, para os limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ), respectivamente. A precisão, expressa pelo desvio padrão relativo de 5.92% para uma amostra com concentração de chumbo igual a 2,98 µg g-1. A exatidão foi estimada por comparação entre os resultados obtidos por ETAAS e espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). As concentrações de chumbo nas amostras variaram entre 0,096 e 7,068 µg g-1. Na segunda parte deste trabalho, foi efetuada a determinação de mercúrio através de amostragem em suspensão e espectrometria de absorção atômica com alta resolução e fonte contínua com geração de vapor frio (HR-CS CVAAS). As condições ótimas de preparo das suspensões (1,5 mol L-1 de HCl, 1,25% (m/v) de tioureia e 15 minutos de sonicação) foram otimizadas por planejamento fatorial completo. Os limites de detecção e quantificação foram 0,63 ng g-1 e 2,11 ng g-1, respectivamente. O desvio padrão relativo para avaliação da precisão foi calculado usando duas amostras com concentrações 4,82 e 9,61 ng g-1 com resultados 10,89 e 6,84%, respectivamente. Foi estimada a possível perda de mercúrio durante o procedimento proposto e a exatidão, mediante testes de adição e recuperação, variando entre 85,0 e 106,0%. As concentrações de mercúrio ficaram entre 3,17 e 34,86 ng g-1. A terceira parte deste trabalho descreve a determinação de macro e microelementos e o estudo in vitro da bioacessibilidade de ferro em medicamentos usados no tratamento da anemia ferropriva. Foi escolhida a espectrometria de emissão ótica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) como técnica analítica de medida. Foi efetuada digestão ácida para tratamento das amostras e o método foi validado, demonstrando boa sensibilidade, com limites de quantificação (mg L-1) 0,52 para Ca, 0,14 para K, 0,03 para Mg, 0,07 para Mn, 0,40 para Na, 0,36 para P e 0,24 para Zn. A precisão do método foi reconhecida mediante experimentos repetitivos intradia e interdia com resultados abaixo de 20%. Durante estudo da exatidão, testes de adição e recuperação foram executados em diferentes concentrações com resultados entre 81,85 e 114,97%. A robustez do plasma foi calculada mediante uma razão entre as linhas iônica e atômica de magnésio, Mg(II)/Mg(I) e os resultados, mediante análise componentes principais (PCA) e análise por agrupamentos hierárquicos (HCA). O estudo de bioacessibilidade in vitro de Fe demonstrou que alguns medicamentos são melhores bioacessíveis, sendo portanto, mais recomendados para o tratamento da anemia, comprovando dados da literatura farmacológica. Na quarta parte deste trabalho descreve-se o estudo da determinação e especiação simultânea de arsênio e cromo por 11 cromatografia líquida de alta eficiência acoplada à ICP-MS (HPLC-ICP-MS). A determinação total de arsênio e cromo foi realizada usando uma digestão ácida em forno de micro-ondas, uma mistura de 4 mL HNO3 (69% v/v) e 1 mL de H2O2 (30% v/v) e análise por ICP-MS. Para o estudo de especiação foi elaborado um estudo com três possíveis procedimentos para extração das espécies, sendo selecionado um procedimento com água a 80ºC por 30 minutos em energia de micro-ondas. Usando uma fase móvel contendo 1,0 mM de hidróxido de tetrabutilamônio (TBAH), 0,7 mM de ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) e 5% de metanol (v/v) em pH 7,2 foi possível separar as espécies presentes com tempo de retenção de 5 minutos com separação de As(III), As(V), Cr(III) e Cr(VI), com limites de detecção de 0,002, 0,003, 0,140 e 0,042 µg g-1, respectivamente. A exatidão do método foi avaliada conforme testes de adição e recuperação, entre 80,64 e 109,36%. O método foi aplicado em amostras do Brasil e Espanha, com concentrações entre 0,1-1,3 e 0,18-62,27 µg g-1 para As e Cr, respectivamente. / In this thesis work analytical strategies have been proposed for toxicological assessment of metals and metalloids in medicines used to treat iron deficiency anemia, using chromatographic and non-chromatographic techniques. In the first part of this thesis, lead was determined in drugs using electrothermal atomic absorption spectrometry (ETAAS). Sample preparation was performed using acid digestion in digester block with reflux system "cold finger" using 3 mL of HNO3 (69% v / v) and 1 mL of H2O2 (30% v / v). Pyrolysis and atomization temperatures were optimized using a mixture of palladium and magnesium as conventional chemical modifier, yielding 1100°C and 2000°C for pyrolysis and atomization, respectively. With a characteristic mass of 21.3 pg and 0.25 and 0.82 µg g-1, for limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ), respectively. The accuracy, expressed as relative standard deviation was 5.92% for a sample with lead concentration of 2.98 µg g-1. The accuracy was evaluated by comparing the results obtained by ETAAS and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Lead concentrations found in samples ranged between 0.096 and 7.068 µg g-1. In the second part of this work, the determination of mercury using slurry sampling and high resolution continuous source cold vapor atomic absorption spectroscopy (HR-CS CVAAS) was performed. The optimum conditions for preparation of slurries (1.5 mol L-1 HCl, 1.25% (w / v) thiourea and 15 minutes sonication) were optimized using a two level full factorial design. The limits of detection and quantification were 0.63 ng g-1 and 2.11 ng g-1, respectively. The relative standard deviation for accuracy evaluation was calculated using two samples with concentrations 4.82 and 9.61 ng g-1 from which was obtained as results 10.89 and 6.84%, respectively. The possible loss of mercury was evaluated for the proposed procedure and the accuracy was studied by addition/recovery test, with recoveries ranging from 85.0 to 106.0%. Mercury concentrations ranged between 3.17 and 34.86 ng g-1. The third part of this work describes the determination of macro and micro elements and the in vitro study of iron bioaccessibility in medicines used to treat iron deficiency anemia. It was used inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) measured as an analytical technique. Acid digestion treatment was conducted to the samples and the method was fully validated by demonstrating good sensitivity with quantification limits (mg L-1) 0.52 for Ca, 0.14 for K, 0.03 for Mg, 0.07 for Mn, 0.40 for Na, 0.36 for P and 0.24 for Zn. The precision of the method was evaluated by intraday and interday repetitive experiments with results below 20%. During accuracy evaluation, addition/recovery tests were performed at different concentrations with results between 81.85 and 114.97%. The robustness of plasma was evaluated by a ratio between magnesium atomic and ionic lines, Mg(II)/Mg(I). The results were evaluated by multivariate analysis tools, principal component analysis (PCA) and hierarchical cluster analysis (HCA). The study of in vitro bioaccessibility of Fe showed that some drugs are better bioaccessible, being therefore more recommended for anemia treatment, confirming data of pharmacological literature. The fourth part of this work describes the simultaneous determination of arsenic and chromium speciation using high-performance liquid chromatography coupled to ICP-MS (HPLC-ICP- MS). The total arsenic and chromium determination was carried out using an acid digestion in microwave oven, using a mixture of 4 mL HNO3 (69% v / v) 9 and 1 mL of H2O2 (30% v / v) and analyzed by ICP-MS. For speciation, a study was performed with three possible procedures for extraction of species, being employed a procedure with water at 80 °C for 30 minutes in microwave energy. Using a mobile phase containing 1.0 mM tetrabutylammonium hydroxide (TBAH), 0.7 mM ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and 5% methanol (v / v) under pH 7.2 was possible the separation of the species present with retention time of 5 minutes with separation of As(III) As(V), Cr(III) and Cr(VI), with a LOD of 0.002, 0.003, 0.140 and 0.042 µg g-1, respectively. The accuracy was assessed using addition/recovery tests, ranging between 80.64 and 109.36%. The method was applied in samples from Brazil and Spain.