Orientador: Maria Valnice Boldrin / Banca: Alberto José Cavalheiro / Banca: Orlando Fatibello Filho / Banca: Susanne Rath / Banca: Paulo Cicero do Nascimento / Resumo: Neste trabalho é mostrado o desenvolvimento de diferentes métodos analíticos para quantificação dos corantes Quinizarina (QNZ), Solvente Azul 14 (SB-14), Solvente Azul 35 (SB-35), Solvente Laranja 7 (SO-7) e Solvente Vermelho 24 (SR-24) usados como marcadores em combustíveis. Inicialmente, estudou-se o comportamento voltamétrico dos corantes QNZ e SB-14 sobre eletrodo de carbono vítreo em meio misto de tampão Britton- Robinson/acetonitrila (7:3, v/v) e Britton-Robinson/dimetilformamida (1:1, v/v), respectivamente. Os resultados obtidos mostraram que a oxidação da QNZ ocorre em +0,47 V vs. Ag/AgCl e a redução do corante SB-14 em -0,40 V vs. Ag/AgCl, cujo processo apresenta fortes evidências de um transferência eletrônica reversível, mas complicado por reações químicas acopladas e por adsorção. A voltametria de onda quadrada (VOQ) apresentou desempenho analítico superior às demais técnicas eletroquímicas com limite de detecção da ordem de 4,00×10-7 mol L-1 (QNZ) e 3,00×10-7 mol L-1 (SB-14), além de propiciar um menor tempo de análise. Os métodos eletroanalíticos desenvolvidos acoplados a etapas prévias de extração desses corantes em matrizes como gasolina, querosene e óleo diesel forneceram resultados satisfatórios com valores de eficiência de extração entre 90,0 e 94,0% (QNZ) e entre 87,0 e 98,0% (SB-14), respectivamente. A redução desses corantes também foi monitorada sobre eletrodos de carbono impressos em meio de tampão Britton- Robinson/dimetilformamida (7:3, v/v) visando desenvolver novos métodos de análise. Os resultados foram adaptados ao novo sistema usando surfactante aniônico dioctil sulfosuccinato de sódio (DSS) e catiônico brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) para melhorar a solubilidade dos corantes e aumentar a durabilidade desses eletrodos na presença de solventes orgânicos. Curva analítica no intervalo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the present work the development of different analytical methods to quantify the dyes Quinizarine (QNZ), Solvent Blue 14 (SB-14), Solvent Blue 35 (SB-35), Solvent Orange 7 (SO-7) and Solvente Red 24 (SR-24) used as marker in fuels are showed. Firstly, the voltammetric behavior for the dyes QNZ and SB-14 was studied onto glassy carbon electrode surface in a mixture of Britton-Robinson buffer with acetonitrile (7:3, v/v) and in a mixture of Britton-Robinson buffer with N, N-dimethylformamide (1:1, v/v), respectively. The obtained results showed that the oxidation of the QNZ occur at +0.47 V vs. Ag/AgCl and the reduction of the SB-14 occur at -0.40 V vs. Ag/AgCl, which the electrodic process was reversible, but complicated by coupled to chemical reactions and for the adsorption phenomenon. The square-wave voltammetry (SWV) presented analytic performing superior than the other electroanalytical techniques with detection limit around of 4.00×10-7 mol L-1 (QNZ) and 3.00×10-7 mol L-1 (SB-14), besides propitiating a smaller time of analysis. The developed electroanalytical methods coupled with suitable sample pretreatment protocols steps for the extraction of the dyes in fuel samples such as, gasoline, kerosene and diesel oil provide satisfactory results with recovery values between 90.0 and 94.0% (QNZ) and between 87.0 and 98.0% (SB-14), respectively. The reduction of these dyes was also studied onto screenprinted carbon electrode (SPCE) surface in a mixture of Britton-Robinson buffer and N,Ndimethylformamide (7:3, v/v) with the objective to develop new electroanalytical methods. The results were adapted to the new system using anionic Dioctyl sulfosuccinate sodium (DSS) and cationic cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) surfactants to improve the dyes solubility and to increase the durability of the electrodes in medium containing organic solvents. Analytical curve in the range... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Metalopolimeros são considerados excelentes materiais para a construção de eletrodos modificados quimicamente devido ao fato de apresentar propriedades essenciais, como por exemplo, uma alta atividade eletrocatalítica, eletroluminescia, aplicações na área da eletroquímica e eletroanalítica em atividades de eletrocatálise, quimioresistores, fotoeltrocatálise e desenvolvimento de sensores, respectivamente. Alguns complexos de metais de transição contendo Bases de Schiff como ligantes exibem propriedades eletrônicas não convencionais, que têm sido extensivamente estudadas para a aplicação no desenvolvimento de modelos sintéticos aos compostos biológicos como as metaloproteínas e metaloenzimas. O intuito principal desta tese foi o estudo da síntese, otimização e aplicação do nano-metalopolimero à base de poli[Ni(Salpn)] como plataforma sensorial eletroquímica, visando a obtenção de melhoras significativas em determinadas propriedades estruturais, catalíticas, dentre outras. Essas propriedades dependem, não somente do comportamento molecular, mas também, dos efeitos dos possíveis rearranjos estruturais devido às interações intermoleculares. Desta forma, foi construído e estudado o desempenho eletroquímico de uma plataforma sensorial à base de eletrodos constituídos com filmes poliméricos, sendo possível a avaliação de suas aplicações na determinação de substâncias com importância analítica nas áreas clínica, farmacêutica e ambiental. No âmbito que tange a síntese e caracterização do complexo Ni(Salpn), foi possível confirmar por meio de técnicas de caracterização de materiais a eficiência do métodos utilizados. Analogamente, a eletropolimerização foi realizada com sucesso, obtendo nano-filmes com espessura aproximada 110 nm com ótima atividade eletroquímica. A avaliação na aplicação do nano-metalopolímero poli[Ni(Salpn)] apresentou uma excelente resposta frente ao H2O2, possuindo uma rápida resposta, um intervalo linear de 49,9 a 1480 μmol L-1, com limite de detecção de 7,68 μmol L-1 e sensibilidade de 24,05 μÅ mmol-1, viabilizando assim a construção de uma plataforma sensorial viável, rápida, precisa e exata, com a finalidade de resolução de problemas analíticos. / Metalopolymers are considered to be excellent materials for the construction of chemically modified electrodes due to the fact that they present essential properties, such as high electrocatalytic activity, electroluminescence, electrochemical and electroanalytical applications in electrocatalysis, chemoresistors, photoeltrocatalysis and sensor development, respectively. Some transition metal complexes containing Schiff Bases as binders exhibit unconventional electronic properties which have been extensively studied for application in the development of synthetic models for biological compounds such as metalloproteins and metalloenzymes. The most aim of this thesis was to study the synthesis, optimization and application of nano-metallopolymer based on poly [Ni(Salpn)] as an electochemical sensorial platform, aiming at obtaining significant improvements in certain structural, catalytic properties, among others. These properties depend not only on molecular behavior but also on the effects of possible structural rearrangements due to intermolecular interactions. In this way, the electrochemical performance of a sensorial platform based on electrodes made with polymer films was constructed and studied, being possible the evaluation of its applications in the determination of substances with analytical importance in the clinical, pharmaceutical and environmental areas. In terms of the synthesis and characterization of the Ni(Salpn) complex, it was possible to confirm by means of techniques of material characterization the efficiency of the methods used. Analogously, the electropolymerization was performed successfully, obtaining nano-films with a thickness of approximately 110 nm with excellent electrochemical activity. The evaluation in the application of the poly[Ni(Salpn)] nano-metallopolymer showed an excellent response against H2O2, having a fast response, a linear range of 4.99 x 10-5 to 1.48 x 10-3 mol L-1, with detection limit of 7.68 x 10-6 mol L-1 and sensitivity of 24,05 μmol mmol-1, thus making possible the construction of a viable, fast, precise and accurate sensorial platform for the purpose of resolution of analytical problems.

Orientador: Nelson Ramos Stradiotto / Banca: Mercedes de Moraes / Banca: Sônia Maria Alves Jorge / Banca: Orlando Fatibello Filho / Banca: José Fernando de Andrade / Resumo: Neste trabalho foram desenvolvidos métodos eletroanalíticos para a determinação de íons metálicos em etanol combustível, empregando-se eletrodos de pasta de carbono modificada com uma sílica organofuncionalizada com grupos 2-aminotiazol (CPE-SiAt). Foi realizado um estudo comparativo entre dois aglutinantes: Nujol® e parafina; sendo observado que este último foi mais apropriado para aplicações em amostras comerciais de etanol combustível. Além da utilização dos CPE-SiAt, empregou-se também um microeletrodo de ouro para a determinação de íons metálicos em etanol combustível. Os CPE-SiAt foram empregados com êxito no desenvolvimento de um método eletroanalítico para a determinação de cobre baseada em sua redissolução anódica. Após a otimização de todos os parâmetros, a curva analítica apresentou um intervalo linear de 7,5 x 10-8 a 2,5 x 10-6 mol L-1, com limite de detecção (LD) = 3,1 x 10-8 mol L-1. O método desenvolvido foi aplicado para a determinação de cobre em duas amostras comerciais de etanol combustível, sendo os resultados obtidos concordantes com os obtidos por FAAS. Os CPE-SiAt não permitiram o desenvolvimento de um método eletroanalítico para níquel, por meio da redissolução anódica deste metal, devido ao elevado sobrepotencial necessário para reduzir os íons Ni2+ ao estado metálico. A adição de DMG à célula eletroquímica permitiu o desenvolvimento de um método eletroanalítico para Ni2+, sendo o sinal analítico referente à redução do complexo [Ni(DMG)2]. Após a otimização dos parâmetros experimentais, a curva analítica apresentou um intervalo linear de 7,5 x 10-9 a 1,0 x 10-6 mol L-1, com LD = 2.0 x 10-9 mol L-1. O método proposto foi aplicado para a determinação de níquel em quatro amostras comerciais de etanol combustível, sendo os resultados obtidos concordantes aos obtidos com a técnica de GFAAS...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, electroanalytical methods for metal ions determination in ethanol fuel were developed by using carbon paste electrodes modified with 2-aminothiazole organofunctionalized silica (CPE-SiAt). A comparative study between two binder agents (Nujol® and paraffin) was carried out. The obtained results have shown that paraffin was the most appropriated for applications in commercial ethanol fuel samples. This work also describes the use of a gold microelectrode to develop electroanalytical methods for metal ions determination in ethanol fuel. CPE-SiAt were successfully employed to develop an electroanalytical methodology for copper determination based on its anodic stripping. After optimizing all parameters involved on this method, it was obtained a linear range from 7.5 x 10-8 to 2.5 x 10-6 mol L-1 with a detection limit (DL) of 3.1 x 10-8 mol L-1. The developed method was applied to copper determination in two commercial ethanol fuel samples. The obtained results were in good agreement with those obtained by FAAS. It was verified that CPE-SiAt could not be used to develop an electroanalytical method for nickel determination using anodic stripping voltammetry. This fact can be attributed to the high overpotential required to reduce Ni2+ ions to metallic form. DMG was added to the electrochemical cell in order to obtain the [Ni(DMG)2] complex whose electrochemical reduction has provided the analytical sign used to develop an electroanalytical method for nickel determination. After optimizing all experimental parameters, it was obtained a linear range from 7.5 x 10-9 to 1.0 x 10-6 mol L-1 with DL of 2.0 x 10-9 mol L-1. The proposed method was applied to nickel determination in four commercial ethanol fuel samples. The obtained results were in good agreement with those obtained by GFAAS. The CPE-SiAt have not allowed the development of electroanalytical methods for iron...(Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Nelson Ramos Stradiotto / Banca: Paulo Roberto Bueno / Banca: Luiz Henrique Mazzo / Banca: José Fernando de Andrade / Banca: Silvia Helena Pires Serrano / Resumo: Anilinas substituídas de interesse farmacológico, empregando-se cristais piezelétricos de quartzo modificados com hexacianoferrato de zinco (ZnHCF) e de prata (AgHCF). Além da utilização dos cristais piezelétricos, empregaram-se eletrodos compósito grafite-epóxi e nanotubos de carbono modificados com estes hexacianometalatos de metais de transição, também, para a determinação das anilinas substituídas em formulações farmacêuticas. Todos estes eletrodos testados foram empregados com êxito no desenvolvimento de um método eletroanalítico para a determinação das anilinas substituídas, baseado na voltametria cíclica associada ou não à técnica da microbalança de cristal de quartzo. Sendo assim, o primeiro capítulo apresentado nessa tese explora o comportamento eletroquímico da procaína perante o ZnHCF e AgHCF. Para o ZnHCF, após varreduras sucessivas de potencial nos quais, apenas o hexacianoferrato é eletroativo, picos voltamétricos controlados por difusão bem definidos do cristal piezelétrico de quartzo, recoberto com este filme foram obtidos em +0,95/+0,75 V e com excesso superficial de (1,82±0,76)x10-4 mol cm-2 enquanto que para o AgHCF, este par de picos redox localiza-se em +0,74/+0,65 V, no intervalo de potencial de 0,3 V a 1,0 V, e com excesso superficial em torno de (1,33±0,04)×10-5 mol cm-2. Após a otimização de todos os parâmetros voltamétricos e inerentes da técnica, construiu-se a curva analítica para a procaína, em presença do ZnHCF, a qual apresentou um intervalo linear de 1,0x10-4 a 1,0x10-3 mol L-1, com limite de detecção (LOD) = 1,08x10-4 mol L-1. O método desenvolvido foi aplicado para a determinação desse analito em amostras comerciais de procaína, sendo os resultados obtidos, neste trabalho, comparados aos obtidos pelo método oficial extração-espectrofotometria apresentado na Farmacopéia Americana... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, electroanalytical methods for the determination of substitued anilines of interest medical were developed, employing piezoelectric quartz crystal modified with zinc (ZnHCF) and silver hexacyanoferrate (AgHCF) In addition to the use of the piezoelectric, graphite-epoxy composites and carbon nanotubes modified with these metal transition hexacyanoferrates, also, were used for the determination of substitued anilines in pharmaceutical formulations. All these electrodes were tested successfully in developing an electroanalytical method for determining these analytes based on cyclic voltammetry associated or not at the crystal quartz microbalance technique. So, in the first chapter presented in this thesis explores the electrochemical behaviour of the procaine before the zinc and silver hexacyanoferrates For the ZnHCF, after the scans successive potential where only the hexacyanoferrate is electroative, voltammetric peaks controlled by well-defined diffusion of the quartz piezoelectric crystal covered with this film were obtained at +0.90 V/+1.02 V and superficial excess of (1.82 ± 0.76)x10-4 mol cm-2 while for the AgHCF, this pair of redox peaks are located at +0.74 V/+0.65 V, in the potential range of 0.3 V a 1.0 V, and superficial excess around (1.33 ± 0.04)×10-5 mol cm-2. After optimizing all voltammetric parameters and inherent of the technique, the analytic curve was built for procaine in presence of ZnHCF which presented a linear range of 1.0 x 10-4 a 1.0 x 10-3 mol L-1, with detection limit (LOD) = 1.08 x 10-4 mol L-1. The developed method was applied for the determination of this analyte in commercial samples, and the results obtained in this work were compared with those obtained with the official method extraction - spectrophotometry showed by the United States Pharmacopoeia. The voltammetric method associated with the quartz crystal microbalance... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Metalopolimeros são considerados excelentes materiais para a construção de eletrodos modificados quimicamente devido ao fato de apresentar propriedades essenciais, como por exemplo, uma alta atividade eletrocatalítica, eletroluminescia, aplicações na área da eletroquímica e eletroanalítica em atividades de eletrocatálise, quimioresistores, fotoeltrocatálise e desenvolvimento de sensores, respectivamente. Alguns complexos de metais de transição contendo Bases de Schiff como ligantes exibem propriedades eletrônicas não convencionais, que têm sido extensivamente estudadas para a aplicação no desenvolvimento de modelos sintéticos aos compostos biológicos como as metaloproteínas e metaloenzimas. O intuito principal desta tese foi o estudo da síntese, otimização e aplicação do nano-metalopolimero à base de poli[Ni(Salpn)] como plataforma sensorial eletroquímica, visando a obtenção de melhoras significativas em determinadas propriedades estruturais, catalíticas, dentre outras. Essas propriedades dependem, não somente do comportamento molecular, mas também, dos efeitos dos possíveis rearranjos estruturais devido às interações intermoleculares. Desta forma, foi construído e estudado o desempenho eletroquímico de uma plataforma sensorial à base de eletrodos constituídos com filmes poliméricos, sendo possível a avaliação de suas aplicações na determinação de substâncias com importância analítica nas áreas clínica, farmacêutica e ambiental. No âmbito que tange a síntese e caracterização do complexo Ni(Salpn), foi possível confirmar por meio de técnicas de caracterização de materiais a eficiência do métodos utilizados. Analogamente, a eletropolimerização foi realizada com sucesso, obtendo nano-filmes com espessura aproximada 110 nm com ótima atividade eletroquímica. A avaliação na aplicação do nano-metalopolímero poli[Ni(Salpn)] apresentou uma excelente resposta frente ao H2O2, possuindo uma rápida resposta, um intervalo linear de 49,9 a 1480 μmol L-1, com limite de detecção de 7,68 μmol L-1 e sensibilidade de 24,05 μÅ mmol-1, viabilizando assim a construção de uma plataforma sensorial viável, rápida, precisa e exata, com a finalidade de resolução de problemas analíticos. / Metalopolymers are considered to be excellent materials for the construction of chemically modified electrodes due to the fact that they present essential properties, such as high electrocatalytic activity, electroluminescence, electrochemical and electroanalytical applications in electrocatalysis, chemoresistors, photoeltrocatalysis and sensor development, respectively. Some transition metal complexes containing Schiff Bases as binders exhibit unconventional electronic properties which have been extensively studied for application in the development of synthetic models for biological compounds such as metalloproteins and metalloenzymes. The most aim of this thesis was to study the synthesis, optimization and application of nano-metallopolymer based on poly [Ni(Salpn)] as an electochemical sensorial platform, aiming at obtaining significant improvements in certain structural, catalytic properties, among others. These properties depend not only on molecular behavior but also on the effects of possible structural rearrangements due to intermolecular interactions. In this way, the electrochemical performance of a sensorial platform based on electrodes made with polymer films was constructed and studied, being possible the evaluation of its applications in the determination of substances with analytical importance in the clinical, pharmaceutical and environmental areas. In terms of the synthesis and characterization of the Ni(Salpn) complex, it was possible to confirm by means of techniques of material characterization the efficiency of the methods used. Analogously, the electropolymerization was performed successfully, obtaining nano-films with a thickness of approximately 110 nm with excellent electrochemical activity. The evaluation in the application of the poly[Ni(Salpn)] nano-metallopolymer showed an excellent response against H2O2, having a fast response, a linear range of 4.99 x 10-5 to 1.48 x 10-3 mol L-1, with detection limit of 7.68 x 10-6 mol L-1 and sensitivity of 24,05 μmol mmol-1, thus making possible the construction of a viable, fast, precise and accurate sensorial platform for the purpose of resolution of analytical problems.

Orientador: Nelson Ramos Stradiotto / Banca: Éder Tadeu Gomes Cavalheiro / Banca: Ernesto Chaves Pereira de Souza / Banca: Marcelo Firmino de Oliveira / Banca: Devaney Ribeiro do Carmo / Resumo: constituído por uma mistura de ésteres metílicos e/ou etílicos de ácidos graxos. É comumente obtido por meio da reação de transesterificação de triacilgliceróis, produzindo como subproduto o glicerol, considerado seu principal contaminante. A presença deste contaminante no biodiesel traz diversos inconvenientes que podem ocasionar baixo desempenho nos atuais motores e deterioração nos tanques de combustível. A determinação da qualidade do biodiesel é, portanto, de grande importância para aceitação e comercialização do biodiesel e de suas misturas com o diesel. Desta forma, o presente trabalho descreve o desenvolvimento de um método eletroanalítico rápido, sensível, barato e capaz de quantificar o glicerol livre em amostras de biodiesel tipo B100. Parâmetros como acidez, velocidade de varredura e número de ciclos sucessivos voltamétricos foram otimizados, possibilitando grande precisão e estabilidade ao método eletroanalítico desenvolvido. Um rápido método de extração foi desenvolvido, onde uma massa de 2 a 4 g de biodiesel (com precisão de 0,1 mg) é pesada em tubos de ensaio com posterior adição de 6 mL de água, seguida de etapas de agitação, separação de fase aquosa, purificação em cartuchos do tipo C18 e rotoevaporação. As condições eletroanalíticas empregadas foram: concentração analítica de ácido perclórico de 100 mmol L-1, velocidade de varredura de 100 mV s-1 e realização de 20 ciclos sucessivos voltamétricos entre os potenciais de -140 e 1300 mV versus Ag/AgCl(sat). O método eletroanalítico desenvolvido mostra-se promissor, com um limite de detecção estimado de 2,3 mg L-1 (2,5 × 10-2 mmol L-1) para o glicerol. Foi obtida uma excelente linearidade entre 15 e 150 mg L-1 (0,16 e 1,6 mmol L-1) em meio aquoso, que corresponde a uma faixa de trabalho de 56 a 560 mg kg-1 (glicerol:biodiesel) quando uma massa de 2 g de biodiesel... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Biodiesel is a renewable, biodegradable alternative to diesel consisting of a mixture of methyl and/or ethyl esters of fatty acids. It is usually produced from the transesterification reaction of triacylglycerols, and a by-product of this reaction is glycerol, the main contaminant of biodiesel. The presence of glycerol in biodiesel is inconvenient for a number of reasons: it may be responsible for the low performance of engines and deterioration of fuel tanks. Therefore, biodiesel quality control is of utmost importance for the commercialization of this fuel and its mixtures with diesel. In this sense, the present work describes the design of a fast, sensitive, inexpensive electroanalytical method for determination of free glycerol in biodiesel samples of the B100 type. Parameters such as acidity, scan rate, and number of successive voltammetric cycles were optimized, conferring large precision and stability to the designed electroanalytical method. A fast extraction method was also developed, in which 2 to 4 g of biodiesel (with a precision of 0.1 mg) is weighed in test tubes, with further addition of 6 mL of water, followed by stirring steps, aqueous phase separation, purification in cartridges of the C18 type, and rotaevaporation. The eletroanalytical conditions employed in the analysis were: perchloric acid analytical concentration of 100 mmol L-1, scan rate equal to 100 mV s-1, and the performance of 20 successive voltammetric cycles between -140 and 1300 mV versus Ag/AgCl(sat). The designed eletroanalytical method proved to be a promising analytical tool, with an estimated detection limit of 2.3 mg L-1 (2.5 × 10-2 mmol L-1) for glycerol. An excellent linearity was obtained between 15 and 150 mg L-1 (0.16 and 1.6 mmol L-1) in aqueous medium, which corresponds to a work range from 56 to 560 mg kg-1 (glycerol:biodiesel) when a mass of biodiesel of 2 g is employed in the extraction... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Ivana Cesarino / Resumo: O glifosato é o agrotóxico mais usado no mundo e atualmente é detectado em amostras por métodos cromatográficos. A fim de contribuir com as limitações desta técnica, este trabalho apresenta uma nova alternativa para a análise deste pesticida através de uma técnica eletroanalítica. Trata-se de uma molécula não eletroativa e que, portanto, não é detectada voltametricamente com sua estrutura básica, seja na forma molecular ou iônica. No entanto, é possível detectá-la de forma indireta devido à sua propriedade de formar complexos com íons cúpricos. Um sensor foi desenvolvido para a detecção de glifosato, usando a técnica de voltametria de pulso diferencial (DPV) e um eletrodo de carbono vítreo (GC) modificado com um compósito de óxido de grafeno reduzido (rGO) e nanopartículas de cobre (CuNPs), sintetizado por método químico. O comportamento eletroquímico dos eletrodos GC/rGO-CuNPs foi caracterizado por voltametria cíclica (CV) em solução tampão fosfato (PBS) pH 7,4no intervalo de -0,3 a +0,2 V vs. Ag/AgCl/KCl (3,0 mol L-1), com velocidade de varredura de 50mV s-1. Foram observados processos de oxidação em 30 mV e redução em -180 mV, que comprovam que rGO foi modificado com as CuNPs.Por DPV, a diminuição na corrente de pico anódica do cobre em presença de glifosato, atribuída formação do complexo Cu(II)-glifosato, foi usada para quantificar o analito em amostras. Assim, o eletrodo desenvolvido foi avaliado e otimizado na detecção glifosato por DPV, e os melhores resultados obtido... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Glyphosate is the most widely used pesticide in the world and is currently detected in samples by chromatographic methods. In order to contribute to the limitations of this technique, this work presents a new alternative for the analysis of this pesticide through an electroanalytical technique. It is a non-electroactive molecule and therefore is not detected voltammetrically with its basic structure, either in molecular or ionic form. However, it is possible to detect it indirectly because of its property of forming complexes with cupric ions. A sensor was developed for the detection of glyphosate using the differential pulse voltammetry (DPV) technique and a modified graphene oxide (GC) electrode with reduced graphene oxide (rGO) and copper nanoparticles (CuNPs), synthesized by chemical method. The electrochemical behavior of the GC / rGO-CuNPs electrodes was characterized by cyclic voltammetry (CV) in phosphate buffered saline (PBS) pH 7.4 in the range of -0.3 to +0.2 V vs. Ag / AgCl / KCl (3.0 mol L-1), with a scanning speed of 50mV s-1. Oxidation processes were observed at 30 mV and reduction at -180 mV, which proved that rGO was modified with CuNPs. By DPV, the decrease in the anodic peak current of copper in the presence of glyphosate, attributed the formation of Cu (II) -glyphosate, was used to quantify the analyte in samples. Thus, the electrode developed was evaluated and optimized for glyphosate detection by DPV, and the best results were obtained in the following c... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

OLIVEIRA, Thiago Mielle Brito Ferreira. Biossensores Enzimáticos para Detecção e Quantificação de Carbamatos em Amostras de Alimentos. 2013. 132 f. Tese (Doutorado em química)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-03T17:51:56Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_tmbfoliveira.pdf: 3146756 bytes, checksum: dd6ca8c6563502962d82fee708c73bb2 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-20T20:40:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_tmbfoliveira.pdf: 3146756 bytes, checksum: dd6ca8c6563502962d82fee708c73bb2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-20T20:40:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_tmbfoliveira.pdf: 3146756 bytes, checksum: dd6ca8c6563502962d82fee708c73bb2 (MD5) Previous issue date: 2013 / This work contemplates three strategies for carbamate pesticides (CBM) biosensing in natural food, using polyphenoloxidases based biosensors as analytical device: (i) carbon nanotubes paste electrode (CNPE) modified with laccase from Tramites versicolor (LACC), namely as LACC-CNPE; (ii) graphene paste electrode (GPE) modified with Prussian Blue films (PB), followed by the LACC immobilization by drop coating, namely as LACC/PB/GPE; and (iii) GPE modified by the electrodeposition of a hybrid film composed for chitosan (CS), gold nanoparticles (AuNp) and a mixing of LACC and tyrosinase from Agaricus bisposrus (TYR), namely as LACC-TYR-AuNp-CS/GPE. Based on 4-aminophenol (4-AMP) redox process, the presence of carbon nanotubes and graphene allowed several advantages to the devices, such as: increase of the peak currents values, catalysis of the redox process, improvement of the reversibility and electronic-transfer kinetic. PB films (direct enzymatic immobilization without cross-linking reagent), CS (suitable biocompatibility, higher immobilization and fixation of the enzymes) and AuNp (reduction of the charge-transfer resistance) also showed important role on biosensors electrodic configuration. Analytical curves were constructed by square-wave voltammetry, based on CBM (carbofuran, carbaryl, formetanate, pirimicarb, propoxur and ziram) capability to inhibit the polyphenoloxidase activity. In general, the proposed procedures had sensitivity (detection limits ranging from 0.001 to 0.093 mg kg-1) in compliance with the maximum limit established by Brazilian and European food surveillance and control agencies for the analysis of CBM residues in vegetable crops (tomato, lettuce and potato) and citrus fruits (orange, tangerine and lemon), with negligent interfering effect. Recuperation experiments were carried out with QuEChERS extracts of the samples, allowing recuperation values from 91.0 ± 0.1% to 101.1 ± 0.1%; for spiking levels from 0.01 to 3.14 mg kg-1. Thus, LACC-CNPE, LACC/PB/GPE and LACC-TYR-AuNp-CS/GPE are promisor tools for CBM analysis in food matrices. / Este trabalho contempla três estratégias para o biossensoriamento de pesticidas da classe dos carbamatos (CBM) em alimentos naturais, utilizando biossensores à base de polifenoloxidases como dispositivos analíticos: (i) eletrodo de pasta de nanotubos de carbono (EPNC) modificado com lacase de Tramites versicolor (LAC) por entrapment da enzima diretamente no material compósito, definido como LAC-EPNC; (ii) eletrodo de pasta de grafeno (EPG) modificado com filmes de Azul da Prússia (AP), seguido da imobilização de LAC por drop coating, definido como LAC/AP/EPG; e (iii) EPG modificado por eletrodeposição de filme híbrido composto por quitosana (CS), nanopartículas de ouro (NpAu) e mistura das enzimas LAC e tirosinase de Agaricus bisporus (TIR), definido como LAC-TIR-NpAu-CS/EPG. Tomado por base o processo redox do substrato 4-aminofenol (4-AMF), a presença dos nanotubos de carbono e do grafeno proporcionou uma série de vantagens aos dispositivos, a saber: aumento nos valores de corrente de pico, catálise do processo redox, melhoria na reversibilidade e, consequentemente, na cinética de transferência eletrônica. Filmes de AP (imobilização direta da enzima sem a necessidade de regente para cross-linking), CS (biocompatibilidade adequada, maior imobilização e fixação das enzimas) e NpAu (redução da resistência a transferência de carga) também apresentaram importante papel na configuração eletródica dos biossensores. As curvas analíticas foram construídas por voltametria de onda quadrada, baseando-se na capacidade dos CBM (carbofurano, carbaril, formetanato, pirimicarbe, propoxur e ziram) de inibir a atividade das polifenoloxidases. Em geral, os procedimentos propostos apresentaram sensibilidade (limites de detecção variando de 0,001 a 0,093 mg kg-1) que contempla os limites máximos estabelecidos pelas agências de segurança e controle alimentar brasileira e europeia para resíduos de CBM em hortaliças (tomate, alface e batata) e frutas cítricas (laranja, tangerina e limão), com baixo nível de interferentes. Os ensaios de recuperação foram realizados em extratos QuEChERS das amostras, com porcentagens de recuperação variando de 91,0 ± 0,1% a 101,10 ± 0,1%; para contaminações de 0,01 a 3,14 mg kg-1. Portanto, LAC-EPNC, LAC/AP/EPG e LAC-TIR-NpAu-CS/EPG podem ser ferramentas promissoras na análise de CBM em matrizes alimentares.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2591.pdf: 2803370 bytes, checksum: 7713bdbc74032b9161b35f444968221b (MD5) Previous issue date: 2009-08-14 / Financiadora de Estudos e Projetos / The construction and evaluation of three modified carbon composite electrode (MCCE): MCCE-Cu3(PO4)2, MCCE -Ni(OH)2 and MCCE-resin-Cu(II) are described. These electrodes were applied for the determination of antioxidants in some food samples as teas, mayonnaise and margarine and in pharmaceutical formulations using: cyclic voltammetry (CV), linear sweep voltammetry (LSV) and square wave voltammetry (SWV). Several parameters were investigated such as: carbon composite composition, supporting electrolyte used in each determination, concentration of electrolyte, pH, solubility of the samples, besides the instrumental parameters for the technique used: cyclic voltammetry to get information about reversibility of the systems and mass transference (scan rate), parameters of square wave voltammetry (square wave frequency, square wave amplitude and sweep increment), and linear voltammetry (scan rate), both used for quantification of the antioxidants studied. The first electrode developed was MCCE with Cu3(PO4)2 immobilized in a polyester resin. The best voltammetric response was observed in a composite composition of 40% (m/m) of Cu3(PO4)2, 40% (m/m) of graphite powder and 20% (m/m) of paraffin solid; 0.10 mol L-1 phosphate buffer (conditional pH 6.8) as the supporting electrolyte containing 5, 20 and 10% of ethanol (v/v) for determination of natural antioxidants: catechin (CAT), quercetin (QCT) and rutin (Rut) respectively. This electrode was also applied in the determination of artificial antioxidants BHA and BHT in the following conditions: 0.10 mol L-1KNO3 (pH 6.7) containing 10% of ethanol (v/v) as the supporting electrolyte, with good analytical performance. The analytical curves obtained for all the determinations showed a good linear response in the concentration range around two decades and detention limits of magnitude 10-7 mol L-1 for Rut and 10-8 for the other antioxidants. The second electrode proposed was MCCE with Ni(OH)2 immobilized in a polyester resin for determination of natural and artificial antioxidants already mentioned. The best voltammetric response was observed in a composite composition of 20% (m/m) of Ni(OH)2, 60% (m/m) of graphite powder and 20% (m/m) of paraffin solid; 0.05 mol L-1 phosphate buffer (conditional pH 6.9) as the supporting electrolyte containing 5, 20 and 10% of ethanol (v/v) for determination of CAT, QCT and Rut respectively. For the determination of BHA and BHT, the conditions were: 0.10 mol L-1 KNO3 (pH 6.7) containing 10% of ethanol (v/v) as the supporting electrolyte for both. The analytical curves obtained for all the determination of antioxidants showed a good linear response in the concentration range around two decades and detention limits of magnitude 10-7 mol L-1 for QCT, Rut and BHA and 10-8 for CAT and BHT. The results obtained by proposed methods were compared with the results obtained by HPLC and the relative errors were less than 5% for all the determination using MCCECu3( PO4)2 and MCCE-Ni(OH)2. Student s t-test was applied for the results obtained for each antioxidants investigated. The results showed good accuracy of the methods. According to the t-test, the texperiment was less than tlabel, thus there are not significant differences between the results obtained by either procedure at 95% confidence level. Finally, a cationic exchange resin modified with Cu2+ ions was used as modifier material in a CCEM, which was applied in the voltammetric determination of rutin. The analytical curve was linear in the rutin concentration range 9.90 x10−7 and 8.07 x 10−6 mol L−1, with a detection limit of 2.65 x 10-7 mol L-1. In this work was pointed out the increase in the selectivity of proposed electrodes for antioxidant determination in food samples and pharmaceutical formulations, due to the decrease of work potentials observed to proposed CCEMs for each antioxidant investigated in comparison to the ones obtained for the same antioxidant using a not modified CCE. / No presente trabalho descreve-se a construção e avaliação de três eletrodos compósitos de carbono modificados (ECCMs): ECCM-Cu3(PO4)2, ECCMNi( OH)2 e ECCM-resina-Cu(II). Esses eletrodos foram aplicados na determinação de antioxidantes em amostras de alimentos como chás, maioneses e margarinas e, em formulações farmacêuticas, utilizando técnicas de voltametria cíclica, de onda quadrada e linear. Para tanto foram estudados alguns parâmetros como: o eletrólito suporte a ser utilizado em cada determinação, concentração do eletrólito suporte, pH, solubilidade das amostras, além dos parâmetros instrumentais para a técnica de: voltametria cíclica usada para obtenção de informações sobre a reversibilidade dos sistemas e transferência de massa; parâmetros de onda quadrada (freqüência de onda quadrada, amplitude de onda quadrada e incremento de varredura), e de voltametria linear (velocidade de varredura) usadas para a quantificação dos analitos estudados. O primeiro eletrodo estudado foi o ECCM com Cu3(PO4)2, onde a composição percentual deste eletrodo foi 40% (m/m) de pó de grafite, 40% (m/m) do modificador químico Cu3(PO4)2 e 20% (m/m) de parafina sólida. Este eletrodo foi aplicado na determinação de antioxidantes naturais catequina (CAT), quercetina (QCT) e rutina (Rut) e, as melhores condições de trabalho obtidas foram: eletrólito suporte; tampão fosfato 0,1 mol L-1 (pH condicional 6,8) contendo 5, 20 e 10% de etanol (v/v) para CAT, QCT e Rut, respectivamente. Ademais, este eletrodo também foi aplicado na determinação dos antioxidantes artificiais BHA e BHT estudados nas seguintes condições: eletrólito suporte; KNO3 0,1 mol L-1/ 10% etanol (v/v) (pH 6,7) para ambos. Também foi possível determinar simultaneamente BHA e BHT utilizando o ECCM-Cu3(PO4)2 com bom desempenho analítico. As curvas analíticas obtidas para todas as determinações apresentaram uma boa linearidade, em torno de duas décadas e, limites de detecção da ordem de 10-7 mol L-1 para Rut e 10-8 para os demais analitos. O segundo eletrodo proposto foi o ECCM modificado com Ni(OH)2, para a determinação de antioxidantes naturais e artificiais já mencionados. As condições de trabalho para determinação de CAT, QCT e Rut foram: tampão fosfato 0,05 mol L-1 (pH condicional 6,9) contendo 5, 20 e 10% de etanol (v/v) para CAT, QCT e Rut, respectivamente. Para a determinação de BHA e BHT, as condições foram: eletrólito suporte: KNO3 0,1 mol L-1/ 10% etanol (v/v) (pH 6,7) para ambos. As curvas analíticas obtidas para todas as determinações de antioxidantes usando o ECCM-Ni(OH)2 apresentaram uma boa linearidade com intervalo de concentração em torno de duas décadas e limite de detecção da ordem de 10-7 mol L-1 para QCT, Rut e BHA e 10-8 mol L-1 para CAT e BHT. Os resultados obtidos empregando-se os métodos propostos foram comparados com os resultados obtidos por HPLC sendo que todos os erros relativos foram menores que 5% para todas as determinações usando o ECCM-Cu3(PO4)2 e ECCM-Ni(OH)2. Também foi aplicado o teste t pareado para os resultados obtidos para cada analito estudado, sendo que nenhum obteve texperimental maior que o ttabelado, não havendo assim diferença significativa entre os resultados obtidos pelos dois métodos a um nível de confiança de 95%. Finalmente, utilizou-se uma resina de troca catiônica carregada com íons Cu2+ na modificação de um eletrodo, sendo este aplicado na determinação voltamétrica de rutina. A curva analítica foi linear no intervalo de concentração de Rut entre 9,90 10−7 e 8,07 10−6 mol L−1, com limite de detecção de 2,65 10−7 mol L−1. Neste trabalho destaca-se o aumento na seletividade desses eletrodos para determinação de antioxidantes em amostras de alimentos e fármacos, fato este observado pela diminuição dos potenciais de trabalho obtidos com os ECCMs para cada analito estudado em comparação aos potenciais de trabalho obtido para os mesmos analitos usando um ECC não modificado.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1909.pdf: 1337612 bytes, checksum: 3a2d0285c4f3f452d59504b801e78416 (MD5) Previous issue date: 2007-07-21 / Universidade Federal de Sao Carlos / Alternative methods were developed for some determinations performed in routine by animal nutrition laboratories, in order to increase laboratory efficiency and reduce costs maintaining analytical quality. In the first step, a multicomutation point to point potentiometric titration system to total acid in silage extracts with the use of a PVC (tridodecilamine) membrane electrode is described. The multicommutation developed system employed three solenoid valves for solution management and a peristaltic pump for the fluid propulsion. The time and sequence of switching valves, the velocity of peristaltic pump and the data acquisition were performed through a developed program in the Labview® platform using a computer with an electronic interface. Silage samples of Brachiaria grass, sugar cane and corn were analyzed by the proposed system in order to method validation. The results indicated agreement in order of 95% of confidence when were compared with the ones obtained by gas chromatography (acetic, propyonic and butyric acids), and liquid (lactic acid), and by bath titration. In a second step, an alternative method for determination of neutral detergent fiber in forage samples was proposed, with the use of the nylon bag technology to samples storage, and a semi-pressure system heating by microwave radiation. This analyze consists of a cellular inner components solubilization in neutral detergent solution, remaining the neutral detergent fiber, basically formed by cellulose, hemicelluloses, lignin, lignin protein and silica, gravimetrically determined after oven drying. The method was validated from samples analysis supplied by the Ensaio de Proficiência de Laboratórios de Nutrição Animal , coordinate by Embrapa Cattle-Southeast. High correlation was obtained among the results obtained with the proposed method and furnace by the program, therefore its employment could be recommended. / Foram propostos métodos alternativos para algumas determinações rotineiramente realizadas em laboratórios de nutrição animal, com o objetivo de aumentar a eficiência laboratorial e reduzir os custos, mantendo porém a qualidade analítica. A primeira parte descreve a implementação da técnica de titulação potenciométrica ponto a ponto em um sistema de multicomutação utilizando eletrodo de membrana de PVC (tridodecilamina) para a determinação da acidez total em extratos de silagem. O sistema de multicomutação desenvolvido empregou três válvulas solenóides de três vias para controle das soluções e uma bomba peristáltica para propulsão dos fluidos. O tempo e a seqüência de acionamento das válvulas, a velocidade da bomba peristáltica e a aquisição dos dados foram controlados por um programa dedicado, desenvolvido em plataforma Labview®, utilizando um microcomputador equipado com uma interface eletrônica. Para efeito de validação do método, foram analisadas pelo sistema proposto amostras de silagem de capim Brachiaria, de cana-de-açúcar e de milho. Os resultados indicaram concordância ao nível de 95% de confiança quando comparados aos obtidos por cromatografia gasosa (ácidos acético, propiônico e butírico) e líquida (ácido lático) e por titulação em batelada. Em uma segunda etapa, foi proposto procedimento para a determinação de fibra em detergente neutro em amostras de forragens com o emprego da tecnologia nylon bag para o armazenamento das amostras e de aquecimento por radiação microondas em um sistema semipressurizado. A análise consiste na solubilização dos componentes do conteúdo celular solúveis em solução de detergente neutro, restando a fibra em detergente neutro, basicamente constituída de celulose, hemicelulose, lignina, proteína lignificada e sílica, determinados por gravimetria após secagem em estufa. O método foi validado a partir de análises de amostras fornecidas pelo Ensaio de Proficiência para Laboratórios de Nutrição Animal , coordenado pela Embrapa Pecuária Sudeste, sendo obtida alta correlação entre os resultados, viabilizando a recomendação do emprego do método.