Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-27T19:51:35Z No. of bitstreams: 1 rafaelmarques.pdf: 1252421 bytes, checksum: 93d37228d9736aa381c15b8280e88ddd (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-13T13:08:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rafaelmarques.pdf: 1252421 bytes, checksum: 93d37228d9736aa381c15b8280e88ddd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-13T13:08:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rafaelmarques.pdf: 1252421 bytes, checksum: 93d37228d9736aa381c15b8280e88ddd (MD5) Previous issue date: 2013-02-28 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Uma técnica analítica que nos últimos anos tem ganhado expressivo interesse na área de ciências das separações é a eletrocromatografia capilar cujas características principais são o uso de um fluxo eletrosmótico para eluir a fase móvel e o uso de colunas com diâmetro interno variando em torno de 100 µm, o que possibilita obter separações altamente eficientes e com baixo consumo de solventes. Aliado a isso está o desenvolvimento de fases estacionárias monolíticas cujo preparo é relativamente fácil, permitem boa permeabilidade da fase móvel e possuem elevada área superficial. No presente trabalho, uma fase estacionária monolítica baseada no monômero (3-metacriloxipropil)-trimetoxisilano fotopolimerizado diretamente no interior de capilares de sílica fundida (100 µm de diâmetro interno) foi avaliada na separação por eletrocromatografia capilar de misturas padrões dos esteroides estriol, estradiol e progesterona, bem como de alguns hidrocarbonetos policíclicos aromáticos. Foram utilizados capilares de sílica fundida com um revestimento externo de fluoropolímero transparente à radiação UV e alternativo aos tradicionais revestimentos de poliimida. Esse revestimento de fluoropolímero se mostrou adequado à polimerização iniciada por radiação UV próxima a 375 nm bem como para a detecção dos analitos propostos, não sendo necessário remover uma seção desse revestimento para criar uma janela de detecção. Um planejamento fatorial 23 foi usado para encontrar um perfil de separação satisfatório dos três esteroides variando a fração de acetonitrila na fase móvel, a concentração do eletrólito NH4Ac e a voltagem aplicada durante as corridas. A condição com 30% v/v de acetonitrila, 10 mmol L-1 de NH4Ac e -25 kV, apresentou tempo total de corrida menor que 10 minutos e boa resolução entre os pares críticos de picos (entre 1,1 e 1,9). O número de pratos teóricos por metro nessa condição foi de 1873, 3631 e 3886 para os picos do estriol, do estradiol e da progesterona, respectivamente. A renovação da fase móvel entre as corridas permitiu a melhora significativa da repetibilidade dos eletrocromatogramas e, combinada com a pressurização simultânea de ambos os vials durante as corridas, preveniu a instabilidade da corrente elétrica causada pela formação de bolhas e pela eletrólise. Paralelamente, as colunas monolíticas foram testadas em um equipamento de cromatografia a líquido, mas os resultados não foram satisfatórios. As especificações do equipamento, tais como vazão de fase móvel e volume de injeção de amostra não se mostraram apropriadas para as dimensões das colunas. / In recent years an analytical technique which has gained significant interest in separations science is the capillary electrochromatography whose main features are the use of electroosmotic flow to elute the mobile phase and the use of columns with an inner diameter ranging around 100 µm, which allows obtaining highly efficient separations and low solvent consumption. Allied to this, the development of monolithic stationary phases whose preparation is relatively easy allows good permeability of the mobile phase and have high surface area. In this work, a monolithic stationary phase based on 3-(methacryloxypropyl)trimethoxysilane monomer, photopolymerized directly within fused silica capillaries (100 µm of inner diameter) was evaluated through electrochromatographic separations of standard mixtures of steroids: estriol, estradiol and progesterone, as well as some polycyclic aromatic hydrocarbons. Fused silica capillaries with an UV-transparent fluoropolymer external coating, alternative to traditional polyimide ones, were used. This fluoropolymer coating was adequate to the polymerization initiated by UV radiation close to 375 nm as well as for the detection of the proposed analytes. Besides, the removal of the coating section to create a optical detection window, was not necessary. A 23 factorial design was used to find a satisfactory separation profile of the three steroids, by varying the fraction of acetonitrile in the mobile phase, the concentration of ammonium acetate electrolyte and applied voltage during runs. The condition with 30% v/v acetonitrile, 10 mmol L-1 ammonium acetate and -25 kV showed a total run time of less than 10 minutes and a good resolution between the critical pairs of peaks (from 1.1 up to 1.9). The plate numbers per column meter in this condition was 1873, 3631 and 3886 for the estriol, estradiol and progesterone peaks, respectively. The repeatability of the electrochromatograms was significantly improved with the renewal of the mobile phase between the runs and, in combination with simultaneous pressurization of both inlet and outlet vials, it prevented bubble formation and instability of electric current due to electrolysis. In parallel, the monolithic columns were tested in liquid chromatography equipment, but the results were not satisfactory. The equipment specifications, such as mobile phase flow rate and sample injection volume, were not appropriate for the columns size.

Orientador: Carla Beatriz Grespan Bottoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T09:05:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GutierrezPonce_MariadeJesusSanta_D.pdf: 3412773 bytes, checksum: 0fb510ed608f7a239752ee164a4215ad (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Monolitos à base de sílica têm sido usados como fases estacionárias em eletrocromatografia capilar e apresentam vantagens em relação aos materiais particulados tais como: melhor homogeneidade; controle do tamanho dos poros; alta estabilidade mecânica e térmica; minimização da formação de bolhas e diminuição de problemas com filtros. O presente trabalho teve como objetivo a síntese e caracterização de uma nova fase estacionária monolítica à base de sílica com grupos carboxílicos em sua estrutura, os quais ajudam a sustentar o fluxo eletrosmótico e conferem características de troca catiônica à fase. A fase estacionária monolítica foi sintetizada empregando o processo sol-gel. A síntese do agente sililante foi feita a partir de ácido 4-aminobenzóico e trietóxipropilisocianatossilano. A derivatização da fase estacionária monolítica foi feita adicionando-se ao monolito uma solução de 10% do silano em DMF e deixando reagir por 6 horas a 60 °C. A fase estacionária monolítica funcionalizada foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia no infravermelho e análise elementar. A fase estacionária também foi testada com um equipamento de eletroforese capilar construído no laboratório com detecção condutométrica sem contato (CD) e um equipamento de eletroforese capilar Agilent com detecção UV. Os resultados da microscopia eletrônica confirmaram a formação do monolito dentro do capilar e a espectroscopia no infravermelho, bem como a análise elementar permitiram caracterizar tanto o monolito como o silano empregado na funcionalização do monolito. Na avaliação com detector CD foram separados cátions e aminoácidos, evidenciando a característica de troca catiônica da fase. Na avaliação com detector UV foi confirmada a falta de seletividade da fase para compostos apolares, mas, foram separados alguns fármacos básicos com boa resolução e formato de pico o que indica a possibilidade de aplicação da nova fase em separações de compostos básicos / Abstract: Monoliths are used as stationary phases in capillary electrochromatography since they can effectively overcome the difficulties associated with packed capillary column technology. A remarkable advantage of monolithic columns is the elimination of the end frits required to retain particulate stationary phases. The aim of the present study was to synthesize and characterize a new silica-based monolithic stationary phase with carboxylic groups in its structure, which help to support the electroosmotic flow and confer characteristics of cation-exchange to the phase. The formation of the monolith inside the capillary was achieved using the sol-gel method. The silylant agent was made from 3-(triethoxysilyl)propylisocyanate and 4-aminobenzoic acid. The surface modification of the monolith with the silylant agent used a 10% solution in DMF, left to react for 6 h at 60 °C. The modified monolithic column was evaluated by scanning electron microscopy, infrared spectroscopy and elemental analysis. The column was tested using a homemade capillary electrophoresis system with a capacitively coupled contactless conductivity detector (CD) and with Agilent capillary electrophoresis equipment with UV detection. The results of scanning electron microscopy confirmed the formation of the monolith while infrared spectroscopy and elemental analysis characterized the synthesized silylant agent used in the modification of the monolithic column as well as the modified monolith. In evaluations with the CD cations and amino acids were separated, showing the characteristics of a cation-exchange phase. With UV detection the lack of phase selectivity for apolar compounds was confirmed, but some basic drugs were separated with good resolution and peak shape, which indicates the possibility of applying the new phase in separations of basic compounds / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Orientador: Carla Beatriz Grespan Bottoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T12:28:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aguiar_ValeskaSoares_M.pdf: 8050447 bytes, checksum: b6132fb136ec04b91b3bdb6e10fbeaf4 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A Eletrocromatografia Capilar (CEC) é uma técnica de separação que combina a seletividade cromatográfica da Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC) com a alta eficiência da Eletroforese Capilar (CE). A coluna capilar usada na separação é preenchida com uma fase estacionária, que pode ser do tipo particulada ou monolítica. Neste trabalho, monolitos poliméricos orgânicos foram preparados por polimerização in situ a partir dos monômeros octadecilmetacrilato (precursor e seletor hidrofóbico), etilenodimetacrilato (agente de entrecruzamento) e ácido 2-acriloilamido-2- metilpropanossulfóxido (monômero ionizável), além de diferentes tipos de solventes porogênicos, como álcool isoamílico, amílico, cicloexanol e 1,4- butanodiol, na presença e na ausência de água. Na primeira etapa do trabalho, variaram-se a natureza e a proporção entre os solventes porogênicos e, na segunda, o mesmo ocorreu com a proporção entre o conjunto de monômeros e de solventes porogênicos. As fases estacionárias foram caracterizadas por técnicas físicas como a microscopia eletrônica de varredura e a porosimetria; e as colunas moldadas com o material monolítico foram avaliadas pela técnica de CEC. As colunas apresentaram eficiência na faixa de 3000 a 50000 pratos m. A análise das isotermas de adsorção e dessorção de nitrogênio e das curvas de distribuição de poros permitiu afirmar que o material monolítico sintetizado é essencialmente micro e mesoporoso. Os macroporos para fluxo de fase móvel foram nitidamente observados em imagens de microscopia eletrônica de varredura. Assim, as fases monolíticas apresentaram três tipos de poros: micro, meso e macroporos. Na segunda parte do trabalho, avaliou-se a repetibilidade de preparo das fases monolíticas e notou-se grande falta de repetibilidade em termos de eficiência de separação. As fases monolíticas apresentaram alto caráter apolar e seletividade metilênica adequada para separação de analitos apolares e aromáticos, como alquilbenzenos, alquilparabenos e hidrocarbonetos policíclicos aromáticos / Abstract: Capillary Electrochromatography (CEC) is a separation technique that matches the chromatographic selectivity of High Performance Liquid Chromatography (HPLC) with the high efficiency of Capillary Electrophoresis (CE). The capillary column used in the separation is filled with a stationary phase, which can be particulate or monolithic. In this work, organic polymeric monoliths were prepared through in situ polymerization from the monomers octadecyl methacrylate (precursor and hydrophobic selector), ethylene dimethacrylate (cross-linking agent) and 2-acryloylamido-2-methylpropanesulfonic acid (ionizable component), using different types of porogenic solvents, such as isoamyl alcohol, amyl alcohol, cyclohexanol and 1,4-butanediol, in the presence or absence of water. In the first step, the nature and proportion between the porogenic solvents were varied and, in the second, the same occurred with the proportion between the set of monomers and porogenic solvents. The stationary phases were characterized by physical techniques such as scanning electron microscopy and porosimetry; and the columns prepared with the monolithic material were evaluated through the CEC technique. The columns presented efficiencies in the range of 3000 to 50000 plates m. Analysis of the nitrogen adsorption and desorption isotherms and the pore distribution curves enable affirming that the synthesized monolithic material is essentially micro- and mesoporous. The macropores for the flow of the mobile phase were clearly observed in images of scanning electron microscopy. So, the monolithic phases have three types of pores: micro-, meso- and macropores. In the second part of this work, the repeatability of synthesis of the monolithic phases was evaluated and a lack of repeatability related to separation efficiency was noted. The monolithic phases had high apolar character and adequate methylenic selectivity for separation of apolar and aromatic analytes, such as alkylbenzenes, alkylparabens and polycyclic aromatic hydrocarbons / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química

Orientadores: Susanne Rath, Jarbas José Rodrigues Rohwedder / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T11:12:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Orlando_RicardoMathias_D.pdf: 5151319 bytes, checksum: 53a60cd9c94d86b8a9e269a87ef0c9ac (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O preparo de amostra representa uma etapa determinante e crítica no processo de análise e a extração em fase sólida (SPE) é uma técnica amplamente empregada no preparo de matrizes complexas. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de dispositivos e procedimentos que permitem aplicar campos elétricos em SPE empregando cartuchos (E-SPE®), visando adicionar os mecanismos da eletroforese ao processo cromatográfico. Para tanto, foram desenvolvidos eletrodos e cartuchos que possibilitam a aplicação de campos elétricos, além de um sistema para monitorar e controlar parâmetros eletrocromatográficos tais como: vazão, corrente elétrica, potencial elétrico e temperatura. Com esses dispositivos foram realizadas extrações com aplicação de campo elétrico empregando compostos modelo aniônicos, catiônicos e anfotéricos. Para permitir uma melhor compreensão dos fenômenos envolvidos foram avaliados diversos parâmetros de extração, entre esses: concentração de íons em solução, pH, modificador orgânico, volume de solução de lavagem e tipo de sorvente. O sistema foi avaliado também na determinação de antimicrobianos em leite. Dependendo da polaridade empregada sobre os eletrodos, a aplicação do campo elétrico foi capaz de modular (acelerar ou retardar) a saída dos compostos modelo do cartucho. Os resultados de extração obtidos demonstraram a eficácia dos dispositivos desenvolvidos, além da grande potencialidade do uso de campos elétricos em SPE para obter maiores recuperações dos analitos de interesse e/ou remoção de interferentes / Abstract: Sample preparation is a crucial and determinant step for the analysis process and solid phase extraction (SPE) is a widely used technique in the preparation of complex matrices. The aim of this work was the development of devices and procedures for applying electric fields to SPE cartridges (SPE-E ®), in order to add the mechanisms of electrophoresis to the chromatographic process. For this purpose, electrodes and cartridges that allow the application of electric fields were developed, besides a system to monitor and control electrochromatographic parameters such as: flow, electric current, electric potential and temperature. By means of these devices, extractions with application of electric fields were performed using anionic, cationic and amphoteric model compounds. In order to allow a better understanding of the phenomena involved several extraction parameters were evaluated, among these: the concentration of ions in solution, pH, organic modifier, volume of washing solution and type of sorbent. The system was also evaluated for the determination of antibiotics in milk. Depending on the polarity of the electrodes used, the application of an electric field was able to modulate (accelerate or retard) the output of the model compounds from the cartridge. The extraction results obtained showed the effectiveness of the devices developed, and the immense potential of the use of electric fields in SPE to obtain better recoveries of the analytes and/or for removing interferents / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-01-09T12:20:47Z No. of bitstreams: 1 sandropereiraribeiro.pdf: 1843700 bytes, checksum: 116a82b85c5101d893b55d6830abb954 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-01-23T11:18:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sandropereiraribeiro.pdf: 1843700 bytes, checksum: 116a82b85c5101d893b55d6830abb954 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-23T11:18:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sandropereiraribeiro.pdf: 1843700 bytes, checksum: 116a82b85c5101d893b55d6830abb954 (MD5) Previous issue date: 2015-08-06 / No presente trabalho foi proposto a compreensão das variáveis inerentes à criação de infraestrutura adequada para preparação de fase estacionária monolítica (FEM) utilizando colunas capilares de 100 mm de diâmetro interno para aplicação em electroromatografia capilar (CEC). A fim de alcançar a elucidação do processo de funcionalização do monolíto, as FEM foram produzidas por química de sol-gel. Neste caso, a mistura otimizada de reagentes origina o sol que muda de um estado líquido para o estado de gelificação no interior do tubo capilar, resultando em uma superfície polimérica. Dentro deste contexto, foi desenvolvido um dispositivo manual para alta pressão (DMAP) para a inserção do sol nas colunas capilares. O DMAP à vácuo montado foi desenvolvido no Grupo de Química Analítica e Quimiometria (GQAQ) a fim de tornar possível a produção de colunas monolíticas de maneira otimizada e reprodutível. Este dispositivo tornou possível o preenchimento interno da coluna capilar de forma homogênea através do trabalho forçado em movimento, como capilaridade, na qual o sol é introduzido diretamente do frasco ao capilar, evitando o contato do sol com acessórios e dispositivos, como conexões, seringas e agulhas. Como objetivo secundário, estudos para preparação das FEM modificadas por nanopartículas de ouro- AuNps foram realizadas. As AuNps foram sintetizadas através da reação de redução com o citrato de sódio e a passivação com o uso da quitosana. As nanopartículas foram ancoradas na superficie do monolito para melhorar a funcionalização das FEM e possibilitar testes com diversos analitos. Essa reação foi caracterizada por Microscopia Eletrônica de Transmissão- MET, Microscopia Eletrônica de Varredura- MEV, Ultravioleta Visível- UV-Vis. Nesse mesmo tempo foi montado um segundo dispositivo denominado mini-forno para aquecimento radial homogénea do tubo capilar, a fim de atingir a funcionalização adequada. Finalmente, todas as colunas preparadas e funcionalizadas com sucesso foram submetidas a testes de separação de mistura padrão de HPAs. / In the present work the understanding of the inherent variables to establishment of adequate infrastructure to monolithic stationary phase (MSP) preparation using capillary columns at 100 μm of internal diameter to application in capillary electrocromatography (CEC) was proposed. Thus, in order to achieve the elucidation of the monolithic functionalization process, the MSP were produced by sol-gel chemistry. In this case, the optimized mixture of reagents originates the sol which changes from liquid state to the jellification state inside the capillary tube, resulting in a polymeric surface. Within this context, was developed a manual device to high pressure (MDHP) for sol insertion into the capillaries columns. The vacuum MDHP assembled was developed in the Grupo de Química Analítica e Quimiometria (GQAQ) in order to make possible the optimized and reproducible monolithic columns production. This device made possible the internal fill of the capillary column in homogenous way through of forced moving such as capillarity, in which the sol is introduced direct from the vial to the capillary, avoiding the contact of the sol with accessories and devices such as connections, syringes and needles. This procedure avoids air passage into the capillary tube and the contamination of devices and accessories, providing the operation in presence of any type of solution. Thus, the MDHP became possible a significant advance in the understanding of the MSP preparation mediated by sol-gel chemistry and photopolimerization. As a secondary objective, studies to preparation of MSP modified by gold nanoparticles were carried out. In this same time was assembled a second device called mini oven to homogeneous radial heating of the capillary in order to achieves the adequate functionalization. Finally, all columns prepared and functionalized with success were submitted to tests of HPAs standard mixture separation.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-01-09T14:43:53Z No. of bitstreams: 1 rafaelmarques.pdf: 2550703 bytes, checksum: 4694887625f47f1d8d4f3dbed5d78f1d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-01-23T11:20:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rafaelmarques.pdf: 2550703 bytes, checksum: 4694887625f47f1d8d4f3dbed5d78f1d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-23T11:20:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rafaelmarques.pdf: 2550703 bytes, checksum: 4694887625f47f1d8d4f3dbed5d78f1d (MD5) Previous issue date: 2017-09-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta tese de doutorado aborda o preparo, a caracterização e a utilização de fases estacionárias monolíticas para uso em colunas de separação cromatográfica em escala capilar. As fases estacionárias foram preparadas pela polimerização do monômero 3-(metacriloxipropil)-trimetoxisilano em duas etapas envolvendo primeiramente um processo sol-gel e depois um processo de adição radicalar fotoiniciado. A fotopolimerização foi feita in situ em capilares de sílica fundida transparentes à radiação UV com 100 μm de diâmetro interno. As colunas produzidas foram aplicadas qualitativamente com sucesso na separação de cinco hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e três hormônios esteroides, tanto por cromatografia a líquido capilar quanto por eletrocromatografia capilar em um equipamento de eletroforese capilar. A eletrocromatografia foi usada para analisar quantitativamente uma amostra de emulsão transdérmica contendo estriol e 17-β-estradiol. Como tentativa de melhorar a separação entre alguns analitos, foi feita a modificação do polímero adicionando o monômero benzil metacrilato, porém sem sucesso. As colunas foram caracterizadas com relação à sua homogeneidade física usando um microscópio óptico e um detector condutométrico sem contato capacitivamente acoplado. O detector foi usado como um scanner não invasivo deslocando-se longitudinalmente ao longo da coluna externamente ao capilar. A caracterização química do polímero foi feita através da espectroscopia de ressonância magnética nuclear no estado sólido dos núcleos de 13C e de 29Si. Foi possível propor uma estrutura para o arranjo da cadeia carbônica e o grau de substituição do grupo silil indicando a reticulação das cadeias poliméricas através da formação de dímeros e trímeros condensação de grupos alcoxisilanos. / This doctoral thesis adresses the preparation, characterization and use of monolithic stationary phases for chromatographic separation columns in capillary scale. The stationary phases were prepared by polymerizing the 3- (methacryloxypropyl) trimethoxysilane monomer in two steps involving a sol-gel process followed by a photoinitiated radical addition. The photopolymerization was carried out in UV transparent coating fused silica capillaries with 100 μm of internal diameter. The columns were applied in the qualitative separation of five polycyclic aromatic hydrocarbons and three steroid hormones, both by capillary liquid chromatography and capillary electrochromatography in a capillary electrophoresis equipment. Electrochromatography was used to quantitative analyzis of a transdermal emulsion sample containing estriol and 17-β-estradiol. In an attempt to improve the separation between some analytes, the polymer was modified by adding the benzyl methacrylate monomer, but without success. The columns were characterized with respect to their physical homogeneity using an optical microscope and a capacitively coupled contactless conductivity detector. The detector was used as a non-invasive scanner moving longitudinally along the column externally to the capillary. The chemical characterization of the polymer was done by the solid state 13C and 29Si nuclear magnetic resonance spectroscopy. It was possible to propose a carbon chain strucuture and the substitution degree of the silyl group indicating the cross-linking of the polymer chains through the formation of dimers and trimers by condensation of the alkoxysilane groups.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-27T12:33:46Z No. of bitstreams: 1 fernandoantoniosimasvaz.pdf: 40063052 bytes, checksum: f272ddc4d930b7d243c50223436e02b2 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-13T13:00:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fernandoantoniosimasvaz.pdf: 40063052 bytes, checksum: f272ddc4d930b7d243c50223436e02b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-13T13:00:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fernandoantoniosimasvaz.pdf: 40063052 bytes, checksum: f272ddc4d930b7d243c50223436e02b2 (MD5) Previous issue date: 2011-07-22 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Nesta tese é descrita a preparação de novas fases estacionárias monolíticas (FEM) polimerizadas por fotoiniciação, através do método sol-gel, em capilares de sílica fundida revestidos com poliacrilato, para aplicação em eletrocromatografia capilar (ECC). Dentre as principais técnicas de separação em Química Analítica, a ECC tem despertado grande interesse no meio acadêmico, pelo fato desta combinar as vantagens tanto da cromatografia a líquido de alta eficiência quanto da eletroforese capilar. Grande parte do desenvolvimento da ECC se deve ao uso das FEM, as quais são semelhantemente aplicadas em outras técnicas cromatográficas. Ao contrário do revestimento de poliimida, amplamente empregado, o revestimento de poliacrilato, transparente acima de 370 nm e à luz visível, facilita a visualização da solução de sol no interior do capilar, o que permite controlar a injeção desta e de outras soluções, bem como observar a formação in situ da FEM. Além disso, é possível que seja feita a polimerização fotoiniciada sem a necessidade de remoção do revestimento polimérico que protege a coluna. O objetivo central deste trabalho foi entender e aprimorar o processo de fabricação das FEM para aplicações em ECC. Para isso, foram feitas modificações da câmara fotorreatora homemade utilizada para a polimerização das FEM, como uma correção na faixa espectral de trabalho de 350 a 700 nm para 350 a 400 nm; e instalação de dispositivos de segurança tanto para o operador quanto para o sistema elétrico. Para que fosse alcançado um melhor controle de injeção de fases líquidas no interior de tubos com dimensões capilares, a construção de um dispositivo de alta pressurização (DAP) que forneceu, além da pressão, grande precisão foi indispensável. O DAP, além de simples, teve ótima relação custo-benefício, comparado a modelos comerciais. O preparo das FEM foi otimizado mediante auxílio de planejamento fatorial fracionário 24-1, onde se buscou analisar propriedades eletrocromatográficas frente diferentes proporções dos reagentes empregados e tempo de incidência de luz ultravioleta (UV). Este último fator não apresentou significância e foi desconsiderado, de forma que o planejamento fosse devidamente reduzido para um planejamento fatorial completo 23, o que possibilitou uma análise mais apurada dos efeitos significativos. O fator mais influente foi a proporção de porogênio (tolueno), sendo que a melhor condição obtida foi utilizando 80,0 % (v/v) de solução porogênica; 3,5 % (m/m) de fotoiniciador óxido de bis(2,4,6-trimetilbenzoil)-fenilfosfino (Irgacure 819); razão molar água/ metacriloxipropiltrimetoxisilano (MPTMS) igual a 4 e tempo de incidência de luz UV de 10 minutos. As características morfológicas, espectroscópicas e porosidade foram avaliadas através de microscopia eletrônica de varredura, infravermelho e porosimetria por adsorção de nitrogênio, respectivamente. As FEM foram testadas em ECC pela separação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (naftaleno, acenafteno, fluoreno, fenantreno e antraceno) e alquilbenzenos (etilbenzeno, propilbenzeno, butilbenzeno e hexilbenzeno), todos compostos eletricamente neutros, diluídos em metanol (1 mmol L-1 cada), utilizando tiouréia como marcador de fluxo. Como fase móvel foi utilizada a mistura de acetato de amônio 16,7 mmol L-1 pH 7,0 (60 %) e acetonitrila (40 %). A voltagem aplicada foi -20 kV; a temperatura de análise foi 20 ºC; a injeção dos analitos foi -25 mbar por 5 s; e a detecção no UV foram nos comprimentos de onda de 220 nm e 250 nm. Foi utilizado o modo ECC-rápida, que consiste na inversão do sentido de análise e injeção de padrões pela extremidade curta do capilar. Este modo se mostrou muito mais rápido, repetitivo e eficiente do que o modo normal, fornecendo em pouco mais de 12 minutos de análise, mais de 51400 pratos/m de coluna e desvios padrão relativos em tempo de migração/retenção entre 0,09 e 3,3 % e em área de pico relativa entre 0,14 e 1,6 %. Os perfis de separação em ECC corroboraram com os resultados de porosidade e morfologia obtidos. / This thesis describes the preparation of new monolithic stationary phases (MSP) polymerized by photoinitiation through sol-gel approach in polyacrylate-coated fused silica capillary, for application in capillary electrochromatography (CEC). CEC has been concentrated much attention among the major separation techniques in analytical chemistry because it combines the advantages of both high performance liquid chromatography and capillary electrophoresis. Much of the CEC development is due to the use of MSP, which are similarly applied to other chromatographic techniques. Unlike polyimide-coating, widely used, the polyacrylate-coating, which is transparent above 370 nm and visible, enables the visualization of the sol solution within the capillary, allowing one to control the injection of sol and other solutions, in addition to observe the in situ formation of the MSP. Furthermore, it is possible to perform the photoinitiated polymerization without removing this polymeric coating that protects the capillary. The main purpose of this work was to comprehend and improve the fabrication process of MSP, for CEC applications. For this, some changes were set in the homemade photo reactor chamber, used for the MSP polymerization, like correction in the work range from 350 – 700 nm to 350 – 400 nm; and installation of security devices for both operator and electric system safeties. For better control of liquid phases injection within tubes with capillary dimensions, the build of a high-pressure device (HPD) that provides a great precision, in addition to the high-pressure, was essential. HPD is simpler and relatively cheaper when compared to commercial models. The preparation of the MSP has been optimized through assistance of a 24-1 fractional factorial design, with the intention to investigate electrochromatographic properties with different amounts of employed reagents and ultraviolet (UV) light incidence time. The later factor did not show significance and was unconsidered, making the design possible to be reduced to a 23 complete factorial design, which allowed analyzing the significant effects accurately. The most influent factor was the porogen (toluene) proportion, and the best condition was obtained using 80.0 % (v/v) of porogenic solution; 3.5 % of photoinitiator bis(2,4,6 trimetylbenzoyl)-phenylphosphine oxide (Irgacure 819); water to metacryloxypropyltrimethoxysilane (MPTMS) molar ratio equal to 4 and 10 minutes of UV light incidence time. The MSP morphological, spectroscopic characteristics and porosity were evaluated through scanning electron microscopy, infrared spectroscopy and nitrogen adsorption porosimetry, respectively. The MSP has been tested in CEC through the separation of polycyclic aromatic hydrocarbons (naphthalene, acenaphthene, fluorene, phenanthrene and anthracene) and alkylbenzenes (ethylbenzene, propylbenzene, butylbenzene and hexylbenzene), which are electrically neutral compounds, after dilution in methanol (1 mmol L-1 each), using thiourea as the flow marker. As mobile phase a mixture of ammonium acetate 16.7 mmol L-1 at pH 7.0 (60.0 %) and acetonitrile (40.0 %) was used. The applied voltage was -20 kV, the temperature of analysis was 20 °C, the analyte injection was -25 mbar for 5 s, and UV detection was done at 220 and 250 nm. A fast-CEC mode, which consists to reverse the analysis direction and to introduce the analyte by capillary short-end injection, was performed. This mode was much more fast, repetitive and efficient than the normal one, providing in a little more than 12 minutes over than 51400 plates per meter of column and relative standard deviations ranging from 0.09 to 3.3 % for migration/retention time and from 0.14 to 1.6 % for relative peak area. The separation profiles in CEC corroborate with the porosity and morphology results.