Nos últimos anos, a pesquisa ambiental tem se defrontado com a questão dos chamados disruptores endócrinos (EDCs). A estes compostos, tais como: produtos farmacêuticos, hormônios naturais e sintéticos, pesticidas, substâncias tensoativas, polímeros de baixa massa molecular e diversos outros contaminantes orgânicos presentes em efluentes municipais e industriais, atribui-se à capacidade de alterar o funcionamento do sistema endócrino. Estrogênios e progestogênios, naturais ou sintéticos, são excretados pela urina de mamíferos, e uma pequena porção nas fezes, e via efluentes de estações de tratamento de esgoto (ETE) entram em vias aquáticas, podendo causar alterações em organismos aquáticos, tais como feminização ou hermafroditismo. Neste contexto, no presente trabalho foi descrito uma metodologia analítica para a extração em fase sólida empregando cartucho C18, dos hormônios naturais, estrona (E1) e 17?-estradiol (E2), e dos hormônios sintéticos, levonorgestrel e 17?-etinilestradiol (EE2) (presentes em anticoncepcionais orais), a partir de uma matriz de esgoto sintético. Foram utilizados dois sistemas cromatográficos neste estudo, ambos de mesmo modelo (SLC-10A, Shimadzu), os quais consistiram em um injetor manual (seringa), com um volume de injeção ajustado para 20µL, e duas bombas modelo LC-10ADVP (Shimadzu). Foram utilizados dois tipos de detectores, um sistema DAD modelo SPD-M10AVP (Shimadzu) e um espectrofluorímetro modelo RF-551 versão 2.4 (Shimadzu). A separação foi feita em coluna C18 (250 X 4,6 mm, 5 µm) com um fluxo de 1 mL min-1. A condição ideal para separação foi o modo isocrático: 48/52 ACN:H2O. O comprimento de onda selecionado para quantificação no sistema de detecção DAD foi: 240nm para o levonorgestrel e 280nm para E1, E2 e EE2. No detector espectrofluorímetro, os comprimentos de onda selecionados para a excitação e emissão dos analitos E1, E2 e EE2 foram: 280nm e 306nm, respectivamente. Para se efetuar o estudo de recuperação, uma matriz simulando esgotos sanitários foi utilizada com o intuito de se ter uma amostra controle (testemunha) livre dos analitos de interesse, devido à dificuldade em se obter uma amostra de esgoto “real” livre destes hormônios. As amostras de esgoto sintético foram fortificadas em três níveis de concentração. Tomou-se 5 replicatas de 100,0mL de amostra testemunha (esgoto sintético) para cada nível de fortificação, estas amostras foram dopadas com os hormônios estudados. Após adaptações de metodologias descritas na literatura, a extração foi feita segundo o procedimento: condicionamento do cartucho (500mg/6mL) com 7mL de acetonitrila, 5mL de metanol e 5mL de água em uma razão de fluxo de 3mL min-1; percolagem de 250,0mL de amostras de esgoto bruto e efluentes tratados pela ETE-Araraquara com fluxo de 1mL min-1; secagem do cartucho por 1 hora a vácuo; eluição dos analitos com 6mL de acetonitrila com fluxo de 1mL min-1; secagem do extrato eluído em corrente de nitrogênio; reconstituição da amostra em 0,5mL de metanol. As amostras de esgoto sintético foram dopadas com os padrões estudados, para análise realizada no sistema DAD, a 0,250?g L-1 para levonorgestrel e 2,50?g L-1 para E1, E2 e EE2 (nível 1); 0,375 ?g L-1 para levonorgestrel e 3,75 ?g L-1 para E1, E2 e EE2 (nível 2); 0,500?g L-1 para levonorgestrel e 5,00?g L-1 para E1, E2 e EE2 (nível 3). Para análise realizada no sistema fluorescente, as amostras de esgoto sintético foram dopadas com os padrões estudados a 0,750?g L-1 para E1; 0,150?g L-1 para E2 e 0,250?g L-1 para EE2 (nível 1); 1,00 ?g L-1 para E1; 0,150?g L-1 para E2 e 0,200?g L-1 para EE2 (nível 2); 1,25?g L-1 para E1; 0,250?g L-1 para E2 e 0,300 ?g L-1 para EE2 (nível 3). Valores de recuperação entre 83-123% com coeficientes de variação menores do que 13,5% foram obtidos para todos os hormônios analisados pelos dois sistemas de detecção (DAD e Fluorescente). Esses dados demonstram a eficiência do método quanto à exatidão e precisão para os níveis de fortificação estudados. O método proposto foi utilizado para avaliar a presenças dos hormônios em afluentes (esgoto bruto) e efluentes da ETE-Araraquara. As amostras coletadas na ETE foram analisadas em triplicata. Foi identificado e quantificado o hormônio natural E2 (31ng L-1) em amostras obtidas antes do tratamento de esgoto. Não foram detectadas concentrações dos analitos em amostras obtidas após o tratamento. / In recent years environmental research has been faced with the issue of the endocrine disrupting chemicals (EDCs). Such compounds, such as: pharmaceutical products, natural and synthetic hormones, pesticides, tensive active substances, low mass molar polymers and many other organic contaminants that appear in municipal and industrial effluents, have the capacity of altering the manner in which the endocrine system works. Natural or synthetic estrogens and progestogens are excreted through the urine of mammals, and a small portion through faeces, and via effluents from sewage treatment plants (STP) flow into aquatic ducts, with the possibility of causing alterations in the aquatic organisms, such as feminization or hermaphroditism. Within this context, the present work describes an analytic methodology for solid phase extraction (SPE) using C18 cartridge of the natural hormones, estrone (E1) and 17?-estradiol (E2), and the synthetic hormones levonorgestrel and 17?-ethinylestradiol (EE2) (found in oral contraceptives) from a synthetic waste matrix. Two chromatographic systems were used in this study, both from the same model (SLC-10A, Shimadzu), a DAD system model SPD-M10AVP (Shimadzu) and a spectrofluorimeter model RF-551 type 2.4 (Shimadzu). Separation was performed in column C18 (250 X 4,6 mm, 5 ?m) with a flux of 1 mL min-1. The ideal separation condition was the isocratic mode: 48/52 ACN:H2O. To carry out the recuperation study, a matrix simulating sewers was used with the objective of having a control sample (witness) free of the samples under scrutiny of the difficulty in obtaining a “real” sewage sample free of these hormones. The samples of synthetic sewage were boosted in three levels of concentration. Recuperation values between 83-123% with variation coefficients lower than 13,5% were obtained for all studied hormones by both systems of detections (DAD and Fluorescent). These data demonstrate the efficiency of the method concerning the accuracy and precision for the fortification levels that were studied. The proposed method was used to assess the presence of hormones in inffluents (raw sewage) and effluents of Araraquara-STP. The natural hormone E2 (31ng L-1) was identified and quantified in samples obtained prior to sewage treatment. No concentrations of analytes in the samples were obtained after the treatment.

Orientador: Isabel Cristina Sales Fontes Jardim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:19:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_LeonardoJardimdaSilva_M.pdf: 547743 bytes, checksum: c807d29f792ecf6c57e17ca59816fdfe (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química

Este estudo apresenta o desenvolvimento da metodologia de extração em fase sólida e separação em cromatográfica líquida acoplada a espectrometria de massas em sequencia, SPE-LC-MS/MS, para a determinação de 21 (vinte e um) fármacos pertencentes a diferentes classes terapeuticas, 1 (uma) droga de abuso e seu principal metabólito, em amostras de água superficial. A separação cromatográfica foi otimizada estudando o desempenho de fases estacionárias e fases móvies. A quantificação dos compostos selecionados foi realizada com a ionização por eletronebulização (electrospray ionization- ESI) e o espectrômetro de massas operando no modo de Monitoramento de Múltiplas Reações (Multiplas Reaction Monitoring- MRM). A validação da metodologia proposta foi realizada utilizando os parâmetros de seletividade, efeito de matriz, faixa de trabalho, linearidade, limites de detecção (LD) e quantificação (LQ), precisão, exatidão, recuperação e robustez. A validação da metodologia permitiu a sua aplicação na avaliação da distribuição dos 23 compostos selecionados, nas águas da represa Guarapiranga, um dos principais sistemas produtor de água potável da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). A presença desses poluentes nos ambientes aquáticos é proveniente da liberação direta do esgoto urbano das habitações do seu entorno, como consequência do precário sistema de saneamento básico. As águas da represa Guarapiranga foram avaliadas em 14 (quatorze) locais estrategicamente escolhidos e amostradas durante 3 (três) campanhas de coleta de amostra (agosto de 2011, setembro de 2012 e abril de 2013). Nessas amostras foram quantificados acetaminofeno (9,6 - 254 ng L-1), atenolol (8,5 177 ng L-1), benzoilegonina (7,9 139 ng L-1), cafeína (27 27386 ng L-1), carbamazepina (12 358 ng L-1), clortalidona (9,4 35 ng L-1), cocaína (12,8 2650 ng L-1), diclofenaco (8 35 ng L-1), enalapril (20 ng L-1), losartana (6,7 114 ng L-1) e valsartana (9,7 - 47 ng L-1). O ponto de coleta denominado de GU103-12 (23°4188.5S 46°4467.3W) foi a região que apresentou os valores mais elevados quanto ao nível de concentração dos compostos avaliados e ao índice de risco integrado de poluição química aquática (Integrated Risk Index of Chemical Aquatic Pollution IRICAP). O estudo também foi realizado em amostras de água de reservatórios das Unidades de Gerenciamento de Recursos Hídricos (UGRHI) 5 e 6 do Estado de São Paulo. Os resultados demonstraram que o uso e a ocupação do solo influenciam diretamente na qualidade da água dos reservatórios, evidenciando a necessidade de implementar melhorias no sistema de coleta de esgoto e de ocupação irregular para evitar a contaminação e o descarte inadequado em ambientes aquáticos. / This study presents the development of the methodology of solid phase extraction and liquid chromatography - tandem mass spectrometry, SPE-LC-MS/MS, for the determination of 21 (twenty one) pharmaceuticals belonging to different therapeutic groups, 1 (one) illicit drug and its major metabolite, in surface water samples. The chromatographic separation was optimized by studying the performance of different stationary and mobile phases. Quantitation of selected compounds was performed by electrospray ionization (ESI) and the mass spectrometer operating in a multiple reaction monitoring (MRM) mode. The validation of the proposed methodology was performed using the parameters of selectivity, matrix effect, dynamic range, linearity, limit of detection (LOD), limit of quantification (LOQ), precision, accuracy, recovery and robustness. The validation of methodology allowed to apply the methodology in the evaluation of the distribution of the 23 (twenty one) selected compounds, in Guarapiranga Dam waters, an of the major producer system of drinking water of the Metropolitan Region of São Paulo (MRSP). The presence of these pollutants in aquatic environments is from the direct release of urban sewage from the homes of your surroundings, as a result of poor sanitation system. The waters of Guarapiranga dam were evaluated in 14 (fourteen) locations strategically chosen and sampled in 3 (three) campaigns of sample collection (August 2011, September 2012 and April 2013). In these samples were quantified acetaminophen (9.6 - 254 ng L-1), atenolol (8.5 - 177 ng L-1), benzoylegonine (7.9 - 139 ng L-1), caffeine (27 - 27386 ng L-1) carbamazepine (12 - 358 ng L-1), chlorthalidone (9.4 - 35 ng L-1), cocaine (12.8 - 2560 ng L-1), diclofenac (8 - 36 ng L-1), enalapril (20 ng L-1), losartan (6.7 - 114 ng L-1) and valsartan (9.7 - 47 ng L-1). The sample siting GU103-12 (23°4188.5S 46°4467.3W) was the region with the highest values in the level of concentration of the target compounds and the integrated risk index of chemical aquatic pollution (IRICAP). The study was also conducted on water samples from reservoirs of the UGRHI (Unit of Water Resources Management) 5 and 6, State o São Paulo. The results showed that the use and occupation of land directly influence the reservoir water quality highlighting the need to implement improvements in sewage collection system and illegal occupation to prevent contamination and the improper disposal in aquatic environments.

O 99mTc é o radionuclídeo mais utilizado em medicina nuclear. No Brasil os geradores de 99Mo/99mTc são produzidos exclusivamente pelo Centro de Radiofarmácia do IPEN-CNEN/SP, com 99Mo importado de diferentes fornecedores. O 99Mo (t1/2 = 66 h), por ser um produto de fissão do 235U, pode conter impurezas radionuclídicas prejudiciais à saúde humana. Dessa forma, para que o gerador seja utilizado de forma segura, é necessário que o 99Mo seja avaliado por ensaios de controle de qualidade e atenda à alguma especificação descrita em farmacopeia. A Farmacopeia Europeia (FE) apresenta monografia, com parâmetros (identificação, pureza radioquímica e pureza radionuclídica), métodos de análise, e limites, para avaliação da qualidade da solução de [99Mo] na forma de molibdato de sódio, que é utilizada como matéria-prima no preparo dos geradores de 99Mo/99mTc. No entanto, observa-se uma dificuldade na implementação e execução dos métodos por parte dos produtores de geradores, com pouca literatura sobre o assunto, provavelmente devido à falta de praticidade dos métodos propostos e à extensa lista de reagentes utilizados. Nesse trabalho foram avaliados vários parâmetros de qualidade do 99Mo descritos na monografia da FE. Foram estudados métodos de separação do 99Mo de suas impurezas radionuclídicas por extração em fase sólida (SPE) e por TLC. Após separação por SPE, foi proposta a quantificação de metais por ICP-OES para avaliar a porcentagem de retenção de Mo e a porcentagem de recuperação de Ru e Te e Sr em diversos tipos de cartuchos, em substituição ao uso de radiotraçadores. Observou-se que a marca de cartucho de SPE para separação do 99Mo recomendada pela FE apresentou baixa recuperação para Ru, quando comparado aos outros cartuchos de troca aniônica disponíveis no mercado. Amostras de 99Mo de diferentes fornecedores mundiais foram analisadas. Observou-se que é possível realizar a quantificação de 103Ru em amostras de 99Mo mesmo com tempos de decaimento acima de 4 semanas. Um método alternativo de separação do 99Mo do 131I por TLC apresentou resultados promissores. Não foi feita a quantificação das impurezas radionuclídicas emissoras beta e alfa. Todas as amostras analisadas apresentaram resultados dentro das especificações da FE para pureza radioquímica (>95%) e pureza radionuclídica. / 99mTc is the most used radionuclide in nuclear medicine. In Brazil, the 99Mo/99mTc generators are exclusively produced by Radiopharmacy Center at IPENCNEN/ SP, by importing 99Mo from different suppliers. 99Mo (t1/2 = 66 h) is a fission product of 235U and it can have radionuclidic impurities that are prejudicial for human health. For safe use of generators, it is necessary to perform the evaluation of 99Mo by quality control tests in order to assess if 99Mo complies with the specifications. The European Pharmacopoeia (EP) presents a monograph for evaluation of the quality of the [99Mo] solution as sodium molybdate,that is used as raw material for 99Mo/99mTc generators production, including specification parameters (identification, radiochemical purity and radionuclidic purity), analysis methods and limits. However, it has been observed difficulties on the execution and implementation of these methods by the generators producers, with a few literature about this subject, probably due to complexity of the proposed methods. In this work, many quality control parameters of 99Mo described in the EP monograph were evaluated. Separation methods for 99Mo from its radionuclidic impurities by solid phase extraction (SPE) and TLC were studied. After SPE separation, the quantification of metals by ICP-OES to evaluate the percentage of retention of Mo and the percentage of recovery of Ru, Te and Sr using different types of cartridges were proposed, replacing radiotracers use. It was observed that the specific type of SPE cartridge recommended by the EP for separation of 99Mo presented low recoveries for Ru, compared to other available anion exchange SPE cartridges. 99Mo samples from different worldwide suppliers were analyzed. It was observed that quantification of 103Ru in 99Mo samples with decay time higher than 4 weeks is possible. An alternative method for separation of 131I from 99Mo showed promising results by TLC. The quantification of beta and alpha emitters radionuclidic impurities was not performed. All analysed samples presented results that comply with EP specifications for radiochemical purity (>95%) and for radionuclidic purity.

A contaminação de aguas pela mistura Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno e Xilenos (BTEX) vem gerando a necessidade do desenvolvimento de metodologias altamente eficientes na remoção de poluentes e de metodologias analíticas para monitoramento ambiental suficientemente sensíveis, seletivos, reprodutíveis e rápidos. Nesse contexto, adsorventes com propriedades magnéticas aparecem como alternativas eficientes, de baixo custo e de fácil automação, inclusive possibilitando o desenvolvimento de metodologia analítica baseada na extração em fase sólida magnética (m-SPE), que vem ganhando interesse crescente por permitir extração rápida e análise efetiva dos poluentes com alta sensibilidade. A busca por adsorventes adequados exige o estudo de materiais com grande área superficial, funcionalizáveis e estáveis como as sílicas, mais especificamente uma comparação entre os tipos de sílica e do tipo de agente funcionalizante nas propriedades de adsorção/dessorção. Sílicas mesoporosas oraganofuncionalizas magnéticas com diferentes morfologias foram preparadas: sílica mesoporosa ordenada MCM-48 e MCM-41, bem como nanoparticulas esféricas de sílica mesoporosa (NPSiO2). A formação da silica mesoporosa ordenada começa com a preparação de um template de CTAB sobre o qual são depositados/formados os materiais MCM-41 e MCM-48. A concentração de CTAB deve ser controlada com cuidado pois estruturas com diferentes morfologias podem ser geradas variando-se esse parâmetro. As análises de espectroscopia FTIR, DRX e sorção de N2 revelaram que os materiais preparados são sílicas mesoporosas ordenadas com arranjo tipo giroide 3D (MCM-48) ou do tipo hexagonal (MCM-41) com área superficial respectivamente de 1212 m2.g-1 e 1159 m2.g-1. Além disso, as imagens de MET do material MCM-48 mostraram tamanho médio de partícula igual a 116 nm ± 15 nm. Para facilitar a remoção do adsorvente, nanopartículas de magnetita (SPION) foram incorporadas na superfície dos materiais adsorventes. O tempo de remoção típico foi determinado como sendo de 1 minuto. A organofuncionalização da sílica com octadecilssilano (C18), octilssilano (C8) e difenilssilano (Ph2) foi confirmada por espectroscopia FTIR e análise termogravimétrica demostrando a presença e a percentagem em massa dos grupos orgânicos em cada tipo de sílica mesoporosa. Usando como referência sílica gel 60 comercial (Sílica), foram comparadas as propriedades de adsorção frente a BTEX em agua, quando o agente funcionalizante é C8, C18 ou Ph2. Os resultados indicaram que as capacidades de adsorção, segundo o modelo de Langmuir, seguem a seguinte ordem C8≥C18>>Ph2. A partir disso, as propriedades de adsorção das demais sílicas funcionalizadas com C8 foram comparadas determinando-se que as capacidades de adsorção, segundo o modelo de Langmuir, estão na seguinte ordem: MCM-48>Sílica>NPSiO2>MCM-41. O nanocompósito organofuncionalizado MCM48-C8/SPION, que mostrou as melhores propriedades de adsorção, foi usado para a extração em fase sólida magnética (m-SPE) de BTEX em agua de posto de gasolina. Verificou-se que apenas 30 mg de adsorvente, 5 min de contato com a solução de BTEX, 1 min para remoção do adsorvente e 1 min para a extração foram suficientes para concentração/recuperação de BTEX de agua pela técnica de m-SPE, viabilizando a análise quantitativa, no caso por CG-MS. / The contamination of water bodies by Benzene, Toluene, Ethylbenzene and Xylenes (BTEX) has prompted the development of more efficient methodologies for their removal and the development of sufficiently sensitive, selective, reproducible and fast analytical methods for environmental monitoring. In this context, adsorbent materials with magnetic properties appear as efficient, low cost and easy automation alternatives, including the development of analytical methods based on magnetic solid phase extraction (m-SPE), which has gaining increasing interest since allows rapid extraction and effective analysis of pollutants with high sensitivity. The search for suitable adsorbents requires the study of materials with large surface area, functionalizable and stable as the silica\'s family, more specifically a comparison between the types of silica and the type of functionalizing agent on their adsorption/desorption properties. Magnetic organofunctionalized mesoporous silicas with different morphologies were prepared: ordered mesoporous silica MCM-48 and MCM-41, as well as spherical nanoparticles of mesoporous silica (NPSiO2). The formation of ordered mesoporous silica begins with the preparation of a CTAB template on which silica is deposited/formed to produce MCM-41 and MCM-48 materials. The CTAB concentration must be carefully controlled since colloidal structures with different morphologies can be generated by varying this parameter. The FTIR, XRD and N2 sorption spectroscopy analyzes confirmed the preparation of ordered mesoporous silica materials with a gyroid 3D (MCM-48), or hexagonal type (MCM-41) arrangement respectively with a surface area of 1212 m2.g-1 and 1159 m2.g-1. In addition, the MET images of the MCM-48 material showed mean particle size equal to 116 nm ± 15 nm. To facilitate removal from water, magnetite nanoparticles (SPIONs) were incorporated into the surface of adsorbent materials. The typical removal time was determined to be 1 minute. The organofunctionalization of the silica with octadecylsilane (C18), octylsilane (C8) and diphenylsilane (Ph2) was confirmed by FTIR spectroscopy and thermogravimetric analysis demonstrating the presence and allowing the determination of the mass percentage of the organic fraction in each type of mesoporous silica. Using commercial silica gel (Silica) as reference, the adsorption properties toward BTEX in water were compared when the functionalizing agent is C8, C18 or Ph2. The results indicated that the adsorption capacities, according to the Langmuir model, decrease in the following order C8 ≥ C18 >> Ph2. From this, the adsorption properties of the C8 functionalized silicas were compared showing that the adsorption capacities according to the Langmuir model decrease in the following order: MCM-48 > Silica > NPSiO2 > MCM-41. The organofunctionalized nanocomposite MCM48-C8/SPION, exhibiting the best adsorption properties, was used in magnetic solid phase extraction (m-SPE) of BTEX from gas station water. Only 30 mg of adsorbent, 5 min of contact with the BTEX solution, 1 min to remove the adsorbent and 1 min for extraction were enough for concentration/recovery of BTEX in water by m-SPE technique suitable for quantitative analysis, in this case by CG-MS.

Nesse trabalho de duas partes, colunas monolíticas poliméricas foram aplicadas em extração em fase sólida e em nanocromatografia capilar, duas das suas mais importantes aplicações. Na primeira parte foi desenvolvido um monolito para extração em fase sólida dos metais Cd(II), Pb(II) e Cu(II), que foi acoplada on-line com detecção eletroquímica com o auxílio de instrumentação de análise por injeção sequencial (SIA). A coluna usada como suporte sólido para extração em fase sólida foi obtida com a copolimerização entre formador de ligação cruzada etileno dimetacrilato (EDMA) e monômero funcional glicidil metacrilato (GMA), preparada a partir de uma mistura reacional composta de 30% GMA, 10% EDMA, 5% H2O, 35% n-propanol e 20% 1,4- butanodiol, aquecida durante 24 horas à 60°C. Essa composição e condições de polimerização favoreceram a permeabilidade do monolito, o que foi necessário para o acoplamento no SIA. Após a obtenção do monolito base o mesmo foi modificado pela reação do anel epóxi do grupo GMA com ácido iminodiacético (IDA) para garantir propriedades de quelação de metais e maior capacidade de adsorção para a coluna. O monolito foi caracterizado com imagens de microscopia de varredura eletrônica (MEV) e a capacidade de extração foi de 4,4 ± 0,3 mg Cu(II) m-1 obtida com curvas de breakthrough. O método de determinação on-line dos metais operado por SIA, que executou as etapas de carregamento de amostra, limpeza da coluna, eluição dos analitos e recondicionamento dos sítios ativos teve frequência amostral de 6,8 injeções por hora. Os limites de detecção (LD) e quantificação (LQ) para o método foram, respectivamente, de 1,0 e 3,3 µg L-1 para o Cd(II), 0,7 e 2,2 µg L-1 para o Pb(II) e 0,5 e 1,8 µg L-1 para o Cu(II). O método foi aplicado na determinação dos metais em diferentes matrizes de águas naturais, sendo encontrado Cu(II) em algumas amostras. A exatidão do método foi avaliada com estudos de adição e recuperação nessas águas, obtendo-se valores entre 75,5 e 116,6%. Na segunda parte do trabalho foi utilizada uma coluna polar composta da sulfobetaína zwitteriônica N,N-dimetil-N-metacriloil-oxietil-N-(3-sulfopropil) amônio betaína (MEDSA) e do formador de ligações cruzadas dioxietil dimetacrilato (DiEDMA) em Nanocromatografia de Interação Hidrofílica (HILIC) para fazer a separação de Dopamina, Epinefrina, Norepinefrina, L-DOPA, Tiramina, DOPAC e Ácido Homovanílico, neurotransmissores, alguns de seus metabólitos e precursores, compostos polares de baixa massa molecular. A seletividade cromatográfica da coluna foi altamente dependente da composição da fase móvel aquosa:orgânica, apresentando um mínimo de retenção na transição do mecanismo HILIC para a fase reversa (RP). Ajustando os dados experimentais de fatores de retenção em função da composição da fase móvel com o modelo de retenção duplo foi possível prever qual composição de fase móvel promoveria a separação dos analitos da mistura, que foi atingida em torno de 85% acetonitrila e 15% H2O. A coluna foi modificada com o grupo zwitteriônico 2-metacriloil-oxietil fosforilcolina (MPC) por UV grafting e a modificação da metade do comprimento da coluna durante 30 minutos de exposição UV levou às mudanças na seletividade cromatográfica. / In this two parts work, polymeric monolithic columns were applied in solid phase extraction and in capillary nanochromatography, two of their most important applications. In the first part, a monolith for solid phase extraction of Cd(II), Pb(II) and Cu(II) metals was developed and coupled online with electrochemical detection with the aid of sequential injection analysis instrumentation (SIA). The column used as a solid support for solid phase extraction was obtained by copolymerization between the crosslinker ethylene dimethacrylate (EDMA) and the functional monomer glycidyl methacrylate (GMA), prepared from a reaction mixture composed of 30% GMA, 10% EDMA, 5% H2O, 35% n-propanol and 20% 1,4-butanediol, heated at 60 ° C for 24 hours. This composition and polymerization conditions favored monoliths permeability, which was required for the SIA coupling. After obtaining the base monolith, it was modified by reaction of the epoxy ring of the GMA group with the iminodiacetic acid (IDA) to guarantee metals chelating properties and increase adsorption capacity for the column. The monolith was characterized by scanning electron microscopy (SEM) images and extraction capacity was 4.4 ± 0.3 mg Cu(II) m-1, obtained from breakthrough curves. The method for online determination of metals operated by SIA, which performed the steps of sample loading, column cleaning, analyte elution and reconditioning of active sites had a sampling throughput of 6.8 injections per hour. The limits of detection (LD) and quantification (LQ) for the method were, respectively, 1.0 and 3.3 µg L-1 for Cd(II), 0.7 and 2.2 µg L-1 for the Pb(II) and 0.5 and 1.8 µg L-1 for Cu(II). The method was applied for the determination of metals in different natural water matrices, finding Cu(II) in some samples. The accuracy of the method was evaluated with addition and recovery studies in these waters, finding recoveries between 75.5 and 116.6%. In the second part of the work, a polar column composed of the zwitterionic sulfobetaine N,N-dimethyl-N-methacryloyloxyethyl-N-(3-sulfopropyl) ammonium betaine (MEDSA) and the cross-linker dioxyethyl dimethacrylate (DiEDMA) was used in Hydrophilic Interaction Nanocromatography (HILIC) to separate Dopamine, Epinephrine, Norepinephrine, L-DOPA, Tyramine, DOPAC and Homovanilic Acid, neurotransmitters, some of its metabolites and precursors, which are polar compounds of low molecular mass. The chromatographic selectivity of the column was highly dependent on the composition of the aqueous:organic mobile phase, showing a minimum retention at the transition from the HILIC to the reverse phase (RP) mechanism. By adjusting the experimental data of retention factors as a function of mobile phase composition with the double retention model it was possible to predict which mobile phase composition would promote the separation of the mixed analytes, which was achieved around 85% acetonitrile and 15% H2O. The column was modified with the 2-methacryloyl oxyethyl phosphorylcholine (MPC) zwitterionic group by UV grafting and the modification of half columns length during 30 minutes of UV exposure led to changes in the chromatographic selectivity.

No presente estudo, duas espécies de fungos isoladas do ambiente marinho tiveram seus extratos brutos ativos contra Staphylococcus aureus e Candida albicans para uma espécie de P. citrinum e, atividade citotóxica e contra Mycobacterium tuberculosis para uma espécie de P. oxalicum. Estas foram estudadas com a finalidade de otimizar suas condições de crescimento para produção de metabólitos secundários. Foram realizadas análises multivariadas utilizando planejamento fatorial fracionário. Foram obtidas duas condições ótimas de crescimento para as duas linhagens de Penicillium. O crescimento em maior volume em condições de cultura otimizadas para P. oxalicum permitiu observar a presença de três metabólitos secundários no extrato do meio de cultura. Dois puderam ser isolados e identificados: a meleagrina 52 e a oxalina 26. A metodologia utilizada para se obter uma maior quantidade de metabólitos secundários proporcionou, ainda, o incremento em cerca de 150% na área do pico da oxalina. A partir do crescimento em maior volume em condições de cultura otimizadas para P. citrinum foi possível observar presença de pelo menos onze diferentes metabólitos na análise dos extratos obtidos do meio de cultura. Foi possível identificar e isolar quatro compostos já conhecidos: a (8E)-1-(2,3-diidropirrol-1-il)-2-metildec-8-eno-1,3-diona 56; a 1-(2,3-diidropirrol-1-il)-2-metildecano-1,3-diona 58; a 2-((E)-hept-5-enil)-6,7,8,8a-tetraidro-3-metilpirrolo[2,1-b][1,3]oxazin-4-ona 59 e a citrinina 31. Também foram isolados dois novos alcalóides indólicos contendo um grupo nitro na molécula que foram nomeadas de citrinalinas A 60 e B 62. Foi realizado, também, um estudo com P. citrinum visando a maior produção das citrinalinas, que possibilitou o incremento na produção da citrinalina B. / In this study, two species of fungi isolated from the marine environment had their active extracts against Staphylococcus aureus and Candida albicans to a strain of P. citrinum, and activity cytotoxic and against Mycobacterium tuberculosis to a strain of P. oxalicum. This studied aims the optimization their growth conditions for the production of secondary metabolites. Multivariate analysis using a fractional factorial design were used to establish optimal growth conditions for both Penicillium strains. Two optimal growth conditions were obtained for both Penicillium strains. A largest growth volume of P. oxalicum using optimized conditions enabled the detection of three secondary metabolites in the culture media crude extract. Two of such compounds were isolated and identified: meleagrin 52 and oxaline 26. The methodology used to increase the production of secondary metabolites by P. citrinum enabled an increase of 150% in the peak area of oxaline. A largest growth volume of P. citrinum led to the detection of eleven different metabolites in the culture media. Four of these compounds were isolated and identified as the known (8E)-1-(2,3-dihydropyrrol-1-yl)-2-methyldec-8-ene-1,3-dione 56; the 1-(2,3-dihydropyrrol-1-yl)-2-methyldecane-1,3-dione 58; the 2-((E)-hept-5-enyl)-6,7,8,8a-tetrahydro-3-methylpyrrolo[2,1-b][1,3]oxazin-4-one 59 and citrinin 31. Two new indole alkaloids containing a nitro group were also isolated and identified, named citrinalins A 60 and B 62. A further study with P. citrinum aiming an enhanced production of citrinalins allowed a significant increase in the production of citrinalin B.

A contaminação de aguas pela mistura Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno e Xilenos (BTEX) vem gerando a necessidade do desenvolvimento de metodologias altamente eficientes na remoção de poluentes e de metodologias analíticas para monitoramento ambiental suficientemente sensíveis, seletivos, reprodutíveis e rápidos. Nesse contexto, adsorventes com propriedades magnéticas aparecem como alternativas eficientes, de baixo custo e de fácil automação, inclusive possibilitando o desenvolvimento de metodologia analítica baseada na extração em fase sólida magnética (m-SPE), que vem ganhando interesse crescente por permitir extração rápida e análise efetiva dos poluentes com alta sensibilidade. A busca por adsorventes adequados exige o estudo de materiais com grande área superficial, funcionalizáveis e estáveis como as sílicas, mais especificamente uma comparação entre os tipos de sílica e do tipo de agente funcionalizante nas propriedades de adsorção/dessorção. Sílicas mesoporosas oraganofuncionalizas magnéticas com diferentes morfologias foram preparadas: sílica mesoporosa ordenada MCM-48 e MCM-41, bem como nanoparticulas esféricas de sílica mesoporosa (NPSiO2). A formação da silica mesoporosa ordenada começa com a preparação de um template de CTAB sobre o qual são depositados/formados os materiais MCM-41 e MCM-48. A concentração de CTAB deve ser controlada com cuidado pois estruturas com diferentes morfologias podem ser geradas variando-se esse parâmetro. As análises de espectroscopia FTIR, DRX e sorção de N2 revelaram que os materiais preparados são sílicas mesoporosas ordenadas com arranjo tipo giroide 3D (MCM-48) ou do tipo hexagonal (MCM-41) com área superficial respectivamente de 1212 m2.g-1 e 1159 m2.g-1. Além disso, as imagens de MET do material MCM-48 mostraram tamanho médio de partícula igual a 116 nm ± 15 nm. Para facilitar a remoção do adsorvente, nanopartículas de magnetita (SPION) foram incorporadas na superfície dos materiais adsorventes. O tempo de remoção típico foi determinado como sendo de 1 minuto. A organofuncionalização da sílica com octadecilssilano (C18), octilssilano (C8) e difenilssilano (Ph2) foi confirmada por espectroscopia FTIR e análise termogravimétrica demostrando a presença e a percentagem em massa dos grupos orgânicos em cada tipo de sílica mesoporosa. Usando como referência sílica gel 60 comercial (Sílica), foram comparadas as propriedades de adsorção frente a BTEX em agua, quando o agente funcionalizante é C8, C18 ou Ph2. Os resultados indicaram que as capacidades de adsorção, segundo o modelo de Langmuir, seguem a seguinte ordem C8≥C18>>Ph2. A partir disso, as propriedades de adsorção das demais sílicas funcionalizadas com C8 foram comparadas determinando-se que as capacidades de adsorção, segundo o modelo de Langmuir, estão na seguinte ordem: MCM-48>Sílica>NPSiO2>MCM-41. O nanocompósito organofuncionalizado MCM48-C8/SPION, que mostrou as melhores propriedades de adsorção, foi usado para a extração em fase sólida magnética (m-SPE) de BTEX em agua de posto de gasolina. Verificou-se que apenas 30 mg de adsorvente, 5 min de contato com a solução de BTEX, 1 min para remoção do adsorvente e 1 min para a extração foram suficientes para concentração/recuperação de BTEX de agua pela técnica de m-SPE, viabilizando a análise quantitativa, no caso por CG-MS. / The contamination of water bodies by Benzene, Toluene, Ethylbenzene and Xylenes (BTEX) has prompted the development of more efficient methodologies for their removal and the development of sufficiently sensitive, selective, reproducible and fast analytical methods for environmental monitoring. In this context, adsorbent materials with magnetic properties appear as efficient, low cost and easy automation alternatives, including the development of analytical methods based on magnetic solid phase extraction (m-SPE), which has gaining increasing interest since allows rapid extraction and effective analysis of pollutants with high sensitivity. The search for suitable adsorbents requires the study of materials with large surface area, functionalizable and stable as the silica\'s family, more specifically a comparison between the types of silica and the type of functionalizing agent on their adsorption/desorption properties. Magnetic organofunctionalized mesoporous silicas with different morphologies were prepared: ordered mesoporous silica MCM-48 and MCM-41, as well as spherical nanoparticles of mesoporous silica (NPSiO2). The formation of ordered mesoporous silica begins with the preparation of a CTAB template on which silica is deposited/formed to produce MCM-41 and MCM-48 materials. The CTAB concentration must be carefully controlled since colloidal structures with different morphologies can be generated by varying this parameter. The FTIR, XRD and N2 sorption spectroscopy analyzes confirmed the preparation of ordered mesoporous silica materials with a gyroid 3D (MCM-48), or hexagonal type (MCM-41) arrangement respectively with a surface area of 1212 m2.g-1 and 1159 m2.g-1. In addition, the MET images of the MCM-48 material showed mean particle size equal to 116 nm ± 15 nm. To facilitate removal from water, magnetite nanoparticles (SPIONs) were incorporated into the surface of adsorbent materials. The typical removal time was determined to be 1 minute. The organofunctionalization of the silica with octadecylsilane (C18), octylsilane (C8) and diphenylsilane (Ph2) was confirmed by FTIR spectroscopy and thermogravimetric analysis demonstrating the presence and allowing the determination of the mass percentage of the organic fraction in each type of mesoporous silica. Using commercial silica gel (Silica) as reference, the adsorption properties toward BTEX in water were compared when the functionalizing agent is C8, C18 or Ph2. The results indicated that the adsorption capacities, according to the Langmuir model, decrease in the following order C8 ≥ C18 >> Ph2. From this, the adsorption properties of the C8 functionalized silicas were compared showing that the adsorption capacities according to the Langmuir model decrease in the following order: MCM-48 > Silica > NPSiO2 > MCM-41. The organofunctionalized nanocomposite MCM48-C8/SPION, exhibiting the best adsorption properties, was used in magnetic solid phase extraction (m-SPE) of BTEX from gas station water. Only 30 mg of adsorbent, 5 min of contact with the BTEX solution, 1 min to remove the adsorbent and 1 min for extraction were enough for concentration/recovery of BTEX in water by m-SPE technique suitable for quantitative analysis, in this case by CG-MS.

Nesse trabalho de duas partes, colunas monolíticas poliméricas foram aplicadas em extração em fase sólida e em nanocromatografia capilar, duas das suas mais importantes aplicações. Na primeira parte foi desenvolvido um monolito para extração em fase sólida dos metais Cd(II), Pb(II) e Cu(II), que foi acoplada on-line com detecção eletroquímica com o auxílio de instrumentação de análise por injeção sequencial (SIA). A coluna usada como suporte sólido para extração em fase sólida foi obtida com a copolimerização entre formador de ligação cruzada etileno dimetacrilato (EDMA) e monômero funcional glicidil metacrilato (GMA), preparada a partir de uma mistura reacional composta de 30% GMA, 10% EDMA, 5% H2O, 35% n-propanol e 20% 1,4- butanodiol, aquecida durante 24 horas à 60°C. Essa composição e condições de polimerização favoreceram a permeabilidade do monolito, o que foi necessário para o acoplamento no SIA. Após a obtenção do monolito base o mesmo foi modificado pela reação do anel epóxi do grupo GMA com ácido iminodiacético (IDA) para garantir propriedades de quelação de metais e maior capacidade de adsorção para a coluna. O monolito foi caracterizado com imagens de microscopia de varredura eletrônica (MEV) e a capacidade de extração foi de 4,4 ± 0,3 mg Cu(II) m-1 obtida com curvas de breakthrough. O método de determinação on-line dos metais operado por SIA, que executou as etapas de carregamento de amostra, limpeza da coluna, eluição dos analitos e recondicionamento dos sítios ativos teve frequência amostral de 6,8 injeções por hora. Os limites de detecção (LD) e quantificação (LQ) para o método foram, respectivamente, de 1,0 e 3,3 µg L-1 para o Cd(II), 0,7 e 2,2 µg L-1 para o Pb(II) e 0,5 e 1,8 µg L-1 para o Cu(II). O método foi aplicado na determinação dos metais em diferentes matrizes de águas naturais, sendo encontrado Cu(II) em algumas amostras. A exatidão do método foi avaliada com estudos de adição e recuperação nessas águas, obtendo-se valores entre 75,5 e 116,6%. Na segunda parte do trabalho foi utilizada uma coluna polar composta da sulfobetaína zwitteriônica N,N-dimetil-N-metacriloil-oxietil-N-(3-sulfopropil) amônio betaína (MEDSA) e do formador de ligações cruzadas dioxietil dimetacrilato (DiEDMA) em Nanocromatografia de Interação Hidrofílica (HILIC) para fazer a separação de Dopamina, Epinefrina, Norepinefrina, L-DOPA, Tiramina, DOPAC e Ácido Homovanílico, neurotransmissores, alguns de seus metabólitos e precursores, compostos polares de baixa massa molecular. A seletividade cromatográfica da coluna foi altamente dependente da composição da fase móvel aquosa:orgânica, apresentando um mínimo de retenção na transição do mecanismo HILIC para a fase reversa (RP). Ajustando os dados experimentais de fatores de retenção em função da composição da fase móvel com o modelo de retenção duplo foi possível prever qual composição de fase móvel promoveria a separação dos analitos da mistura, que foi atingida em torno de 85% acetonitrila e 15% H2O. A coluna foi modificada com o grupo zwitteriônico 2-metacriloil-oxietil fosforilcolina (MPC) por UV grafting e a modificação da metade do comprimento da coluna durante 30 minutos de exposição UV levou às mudanças na seletividade cromatográfica. / In this two parts work, polymeric monolithic columns were applied in solid phase extraction and in capillary nanochromatography, two of their most important applications. In the first part, a monolith for solid phase extraction of Cd(II), Pb(II) and Cu(II) metals was developed and coupled online with electrochemical detection with the aid of sequential injection analysis instrumentation (SIA). The column used as a solid support for solid phase extraction was obtained by copolymerization between the crosslinker ethylene dimethacrylate (EDMA) and the functional monomer glycidyl methacrylate (GMA), prepared from a reaction mixture composed of 30% GMA, 10% EDMA, 5% H2O, 35% n-propanol and 20% 1,4-butanediol, heated at 60 ° C for 24 hours. This composition and polymerization conditions favored monoliths permeability, which was required for the SIA coupling. After obtaining the base monolith, it was modified by reaction of the epoxy ring of the GMA group with the iminodiacetic acid (IDA) to guarantee metals chelating properties and increase adsorption capacity for the column. The monolith was characterized by scanning electron microscopy (SEM) images and extraction capacity was 4.4 ± 0.3 mg Cu(II) m-1, obtained from breakthrough curves. The method for online determination of metals operated by SIA, which performed the steps of sample loading, column cleaning, analyte elution and reconditioning of active sites had a sampling throughput of 6.8 injections per hour. The limits of detection (LD) and quantification (LQ) for the method were, respectively, 1.0 and 3.3 µg L-1 for Cd(II), 0.7 and 2.2 µg L-1 for the Pb(II) and 0.5 and 1.8 µg L-1 for Cu(II). The method was applied for the determination of metals in different natural water matrices, finding Cu(II) in some samples. The accuracy of the method was evaluated with addition and recovery studies in these waters, finding recoveries between 75.5 and 116.6%. In the second part of the work, a polar column composed of the zwitterionic sulfobetaine N,N-dimethyl-N-methacryloyloxyethyl-N-(3-sulfopropyl) ammonium betaine (MEDSA) and the cross-linker dioxyethyl dimethacrylate (DiEDMA) was used in Hydrophilic Interaction Nanocromatography (HILIC) to separate Dopamine, Epinephrine, Norepinephrine, L-DOPA, Tyramine, DOPAC and Homovanilic Acid, neurotransmitters, some of its metabolites and precursors, which are polar compounds of low molecular mass. The chromatographic selectivity of the column was highly dependent on the composition of the aqueous:organic mobile phase, showing a minimum retention at the transition from the HILIC to the reverse phase (RP) mechanism. By adjusting the experimental data of retention factors as a function of mobile phase composition with the double retention model it was possible to predict which mobile phase composition would promote the separation of the mixed analytes, which was achieved around 85% acetonitrile and 15% H2O. The column was modified with the 2-methacryloyl oxyethyl phosphorylcholine (MPC) zwitterionic group by UV grafting and the modification of half columns length during 30 minutes of UV exposure led to changes in the chromatographic selectivity.

O 99mTc é o radionuclídeo mais utilizado em medicina nuclear. No Brasil os geradores de 99Mo/99mTc são produzidos exclusivamente pelo Centro de Radiofarmácia do IPEN-CNEN/SP, com 99Mo importado de diferentes fornecedores. O 99Mo (t1/2 = 66 h), por ser um produto de fissão do 235U, pode conter impurezas radionuclídicas prejudiciais à saúde humana. Dessa forma, para que o gerador seja utilizado de forma segura, é necessário que o 99Mo seja avaliado por ensaios de controle de qualidade e atenda à alguma especificação descrita em farmacopeia. A Farmacopeia Europeia (FE) apresenta monografia, com parâmetros (identificação, pureza radioquímica e pureza radionuclídica), métodos de análise, e limites, para avaliação da qualidade da solução de [99Mo] na forma de molibdato de sódio, que é utilizada como matéria-prima no preparo dos geradores de 99Mo/99mTc. No entanto, observa-se uma dificuldade na implementação e execução dos métodos por parte dos produtores de geradores, com pouca literatura sobre o assunto, provavelmente devido à falta de praticidade dos métodos propostos e à extensa lista de reagentes utilizados. Nesse trabalho foram avaliados vários parâmetros de qualidade do 99Mo descritos na monografia da FE. Foram estudados métodos de separação do 99Mo de suas impurezas radionuclídicas por extração em fase sólida (SPE) e por TLC. Após separação por SPE, foi proposta a quantificação de metais por ICP-OES para avaliar a porcentagem de retenção de Mo e a porcentagem de recuperação de Ru e Te e Sr em diversos tipos de cartuchos, em substituição ao uso de radiotraçadores. Observou-se que a marca de cartucho de SPE para separação do 99Mo recomendada pela FE apresentou baixa recuperação para Ru, quando comparado aos outros cartuchos de troca aniônica disponíveis no mercado. Amostras de 99Mo de diferentes fornecedores mundiais foram analisadas. Observou-se que é possível realizar a quantificação de 103Ru em amostras de 99Mo mesmo com tempos de decaimento acima de 4 semanas. Um método alternativo de separação do 99Mo do 131I por TLC apresentou resultados promissores. Não foi feita a quantificação das impurezas radionuclídicas emissoras beta e alfa. Todas as amostras analisadas apresentaram resultados dentro das especificações da FE para pureza radioquímica (>95%) e pureza radionuclídica. / 99mTc is the most used radionuclide in nuclear medicine. In Brazil, the 99Mo/99mTc generators are exclusively produced by Radiopharmacy Center at IPENCNEN/ SP, by importing 99Mo from different suppliers. 99Mo (t1/2 = 66 h) is a fission product of 235U and it can have radionuclidic impurities that are prejudicial for human health. For safe use of generators, it is necessary to perform the evaluation of 99Mo by quality control tests in order to assess if 99Mo complies with the specifications. The European Pharmacopoeia (EP) presents a monograph for evaluation of the quality of the [99Mo] solution as sodium molybdate,that is used as raw material for 99Mo/99mTc generators production, including specification parameters (identification, radiochemical purity and radionuclidic purity), analysis methods and limits. However, it has been observed difficulties on the execution and implementation of these methods by the generators producers, with a few literature about this subject, probably due to complexity of the proposed methods. In this work, many quality control parameters of 99Mo described in the EP monograph were evaluated. Separation methods for 99Mo from its radionuclidic impurities by solid phase extraction (SPE) and TLC were studied. After SPE separation, the quantification of metals by ICP-OES to evaluate the percentage of retention of Mo and the percentage of recovery of Ru, Te and Sr using different types of cartridges were proposed, replacing radiotracers use. It was observed that the specific type of SPE cartridge recommended by the EP for separation of 99Mo presented low recoveries for Ru, compared to other available anion exchange SPE cartridges. 99Mo samples from different worldwide suppliers were analyzed. It was observed that quantification of 103Ru in 99Mo samples with decay time higher than 4 weeks is possible. An alternative method for separation of 131I from 99Mo showed promising results by TLC. The quantification of beta and alpha emitters radionuclidic impurities was not performed. All analysed samples presented results that comply with EP specifications for radiochemical purity (>95%) and for radionuclidic purity.