In powder metallurgy research field, Direct Metal Laser Sintering (DMLS) and Metal Powder Starch Consolidation (MPSC) are relatively new rapid forming techniques to fabricate complex and near net-shaped components. The working principles of DMLS are to melt and fuse metal powder layer by layer in computer controlled systems to pile up components like three dimensional printing. It has been for instance extensively used for mould inserts, die parts, and functional metal prototypes. Another, less explored method, starch consolidation is a pressureless direct casting method which consists principally of mixing powder slurry, casting into moulds, consolidation, drying, and sintering. With a strong focus on both methods, the study here combines several strong material technology sectors; powder, rapid forming, mechanical property testing and surface technology. It covers the processing chain from green body preparation, optimization of sintering, nitriding, post sinter heat treatment, to modeling and assessment of material behaviour for end-user applications. An iron based powder and a high vanadium high speed steel powder with low and high carbon contents were used in the DMLS and MPSC processes, respectively. The overall aim of the study is to synthesize near net-shaped powder-based components, to characterize pores and microstructure, and to establish a fundamental understanding of failure mechanisms of powder based materials in bending fatigue, thermal fatigue and wear. The study showed the DMLS and MPSC technologies could produce shaped components with a multi-phased structure, controllable nitriding depth and high relative densities in a range of 97 - 99.7 %. Materials' heterogeneity and porosity have detrimental influence on mechanical properties, especially on crack initiation and subsequent propagation.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GilbertoM_DISSERT_PARCIAL.pdf: 494543 bytes, checksum: da2d1ceb188b373977eacdb9f150846c (MD5) Previous issue date: 2011-01-31 / In this work, was studied the formation of a composite of the refractory metal niobium with copper, through the process of high-energy milling and liquid phase sintering. The HEM can be used to synthesize composite powders with high homogeneity and fine size particle distribution. It may also produce the solid solubility in immiscible systems such as Nb-Cu, or extend the solubility of systems with limited solubility. Therefore, in the immiscible system Cu-Nb, the high-energy milling was successfully used to obtain the composite powder particles. Initially, the formation of composite particles during the HEM and the effect of preparation technique on the microstructure of the material was evaluated. Four loads of Nb and Cu powders containing 20%wt Cu were synthesized by MAE in a planetary type ball mill under different periods of grinding. The influence of grinding time on the metal particles is evaluated during the process by the withdrawal of samples at intermediate times of milling. After compaction under different forces, the samples were sintered in a vacuum furnace. The liquid phase sintering of these samples prepared by HEM produced a homogeneous and fine grained. The composite particles forming the sintered samples are the addition of a hard phase (Nb) with a high melting point, and a ductile phase (Cu) with low melting point and high thermal and electrical conductivities. Based on these properties, the Nb-Cu system is a potential material for many applications, such as electrical contacts, welding electrodes, coils for generating high magnetic fields, heat sinks and microwave absorbers, which are coupled to electronic devices. The characterization techniques used in this study, were laser granulometry, used to evaluate the homogeneity and particle size, and the X-ray diffraction, in the phase identification and to analyze the crystalline structure of the powders during milling. The morphology and dispersion of the phases in the composite powder particles, as well the microstructures of the sintered samples, were observed by scanning electron microscopy (SEM). Subsequently, the sintered samples are evaluated for density and densification. And finally, they were characterized by techniques of measuring the electrical conductivity and microhardness, whose properties are analyzed as a function of the parameters for obtaining the composite / Neste trabalho, foi estudada a forma??o de um comp?sito do metal refrat?rio ni?bio com o cobre, atrav?s do processo de moagem de alta energia e sinteriza??o por fase l?quida. A MAE pode ser usada para sintetizar p?s comp?sitos com alta homogeneidade e fina distribui??o de tamanho de part?culas. Ela tamb?m pode produzir a solubilidade s?lida em sistemas imisc?veis como o Nb-Cu, ou, estender a solubilidade de sistemas com limitada solubilidade. Portanto, no sistema imisc?vel Nb-Cu, a moagem de alta energia foi utilizada com sucesso para a obten??o das part?culas do p? comp?sito. Inicialmente a forma??o das part?culas comp?sitas durante a MAE e o efeito dessa t?cnica de prepara??o na microestrutura do material foi avaliada. Quatro cargas de p?s de Nb e Cu contendo 20% em massa de Cu foram sintetizados por MAE em um moinho de bolas tipo planet?rio, sob diferentes per?odos de moagem. A influ?ncia do tempo de moagem nas part?culas met?licas ? avaliada no decorrer do processo, atrav?s da retirada de amostras em tempos parciais da moagem. Ap?s a compacta??o sob diferentes for?as, as amostras foram sinterizadas em um forno ? v?cuo. A sinteriza??o por fase l?quida destas amostras preparadas por MAE produziu uma estrutura homog?nea e com granula??o refinada. As part?culas comp?sitas que formam as amostras sinterizadas, s?o a jun??o de uma fase dura (Nb) com alto ponto de fus?o, e uma fase d?ctil (Cu) de baixo ponto de fus?o e de elevadas condutividades t?rmica e el?trica. Com base nestas propriedades, o sistema Nb-Cu ? um material em potencial para in?meras aplica??es, como contatos el?tricos, eletrodos de solda, bobinas para gera??o de altos campos magn?ticos, dissipadores de calor e absorvedores de microondas, que s?o acoplados a dispositivos eletr?nicos. As t?cnicas de caracteriza??o utilizadas neste estudo, foram a granulometria ? laser para avaliar a homogeneidade e o tamanho das part?culas, e a difra??o de raios-X, na identifica??o das fases e an?lise da estrutura cristalina dos p?s durante a moagem. J? a morfologia e a dispers?o das fases nas part?culas do p? comp?sito, assim como as microestruturas das amostras sinterizadas, foram observadas atrav?s de microscopia eletr?nica de varredura (MEV). Posteriormente, as amostras sinterizadas foram avaliadas quanto ? densidade e densifica??o. E, finalmente, foram caracterizadas atrav?s de t?cnicas de medi??o da condutividade el?trica e microdureza Vickers, cujas propriedades s?o analisadas em fun??o dos par?metros de obten??o do comp?sito

L'assemblage tridimensionnel des circuits microélectroniques et leur utilisation dansdes conditions environnementales extrêmement sévères nécessitent ledéveloppement d’alternatives plus robustes pour les contacts électriques. Unetechnique prometteuse est la transformation des contacts de brasure conventionnelleen composés intermétalliques (IMC). Ce processus est appelé « Transient LiquidPhase Soldering » (TLPS).Dans ce contexte, des tests accélérés permettant la formation d’IMC parélectromigration et thermomigration ont été effectués sur des structures « Packageon Package ». L'objectif principal est le développement d'un modèle généralpermettant de décrire la formation des IMC dans les joints de brasure. Combiné avecune analyse par éléments finis ce modèle pourra être utilisé pour prédire la formationdes IMC dans les joints de brasure pour des structures et des profils de missiondifférents. Le modèle de formation des IMC pourra être utilisé pour optimiser unprocessus TLPS. / A further miniaturization of microelectronic components by three dimensionalpackaging, as well as the use of microelectronic devices under harsh environmentconditions, requires the development of more robust alternatives to the existing Snbased solder joints. One promising technique is the diffusion and migration driventransformation of conventional solder bumps into intermetallic compound (IMC)connections. The related process is called transient liquid phase soldering (TLPS).Against this background an investigation of the IMC formation under consideration ofelectromigration and thermomigration was performed. For the stress tests Packageon Package structures are used. The final result is a general model for the IMCformation in solder joints. Combined with a Finite Element Analysis (FEA) this modelis used to predict the IMC formation in solder joints for a broad range of boundaryconditions. In future the model of the IMC formation can be used to optimize a TLPSprocess.

Researchers are still making major efforts to obtain active, selective and high surface area. Perovskite-type catalysts have gained prominence in recent years, as they have properties that allow their wide use in various catalytic reactions and in the adsorption area, because their materials are easy to obtain and they have a low cost. Studies that enable the parameters identification that help to improve, in improving these potentialities, become paramount and of great value, mainly for the environmental application. In this regard, this paper was developed with the objective of obtaining oxides with perovskite structure based on nickel for later evaluation of its evaluation of the dye removal ability in solution. The adsorbent LaNiO3 was prepared by the collagen-modified protein method and the adsorbents LaNiO3/Al2O3 and LaNiO3 /TiO2 were prepared by impregnation with excess solvent. The samples were analyzed by TG / DTG, FTIR, XRD analyzed the samples by powder method, ASE and TPR. The TG/ DTG analysis allowed the identification of the best calcination temperature to obtain the perovskite. The FTIR results of the LNC350 sample showed bands attributed to the characteristic groups of the complexing agent, suggesting a possible coordination of the present metals. The X-ray diffractograms of the LNC900, LNC900/Al and LNC900/Ti samples proved the formation and maintenance of the crystalline phase of the perovskites in the presence of the alumina and titania supports. The supports promoted an increase in the total area in relation to the mass sample. The results of the TPR analysis were able to show the reduction zones, characteristic of LaNiO3 type materials. The kinetic and equilibrium adsorption studies enabled the evaluation of the adsorbate interaction on the surface of the adsorbent. / Grandes esforços estão sendo feitos por parte dos pesquisados para o desenvolvimento e obtenção de materiais cada vez mais ativos, estáveis e de baixo custo. Óxidos do tipo perovskita têm ganhado grande destaque nos últimos anos por apresentar propriedades que permitem seu uso em diversas reações catalíticas e na área de adsorção, principalmente, porque trata-se de materiais versáteis e de fácil obtenção. Estudos que viabilizem a identificação de parâmetros que auxiliam no melhoramento dessas potencialidades são de grande valia, sobretudo, na aplicação ambiental. Nesse sentido, esse trabalho foi desenvolvido com o objetivo de obter óxidos com estrutura perovskita a base de níquel e avaliação da capacidade destes na remoção de corantes em solução. O adsorvente LaNiO3 foi preparado através do método proteico modificado com colágeno e os adsorventes LaNiO3/Al2O3 e LaNiO3/TiO2 foram preparados através da impregnação por excesso de solvente. As amostras foram analisadas por TG/DTG, FTIR, DRX pelo método de pó, ASE e RTP. As análises de TG/DTG possibilitaram a identificação da melhor temperatura de calcinação para a obtenção da perovskita. O resultado de FTIR da amostra LNC350 mostrou as bandas atribuídas aos grupos característicos do agente complexante, sugerindo uma possível coordenação dos metais presentes. Os difratogramas de raios X das amostras LNC900, LNC900/Al e LNC900/Ti confirmaram a formação e a manutenção da fase cristalina das perovskitas na presença dos suportes alumina e titânia. Os suportes promoveram um aumento na área total em relação a amostra mássica. Os resultados das análises de RTP puderam mostrar as zonas de redução, característicos dos materiais do tipo LaNiO3. Os estudos cinéticos e de equilíbrio de adsorção possibilitaram avaliar o modo como o adsorbato interage na superfície do adsorvente. / São Cristóvão, SE

Orientador: Reginaldo Guirardello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-10T21:52:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocha_StellaAlonso_M.pdf: 1447122 bytes, checksum: 284050671a884fad6a344a1b77527d60 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Esse trabalho é de caráter teórico e computacional e tem como objetivo o estudo e aplicação de técnicas de otimização para cálculo do equilíbrio sólido-líquido de misturas graxas binárias de origem natural, utilizando dois métodos: um problema de Programação Não-linear, implementado no software GAMS e o outro, uma análise de equações fazendo uso das condições de Kuhn-Tucker. O cálculo do equilíbrio de fases baseia-se na minimização da energia livre de Gibbs do sistema. Para a representação termodinâmica das misturas são utilizados modelos termodinâmicos capazes de representar as fases líquida e sólida. As misturas estudadas são compostas por ácidos graxos e triglicerídeos, as quais foram divididas conforme as características dos compostos utilizados: ácidos graxos saturados, insaturados e triglicerídeos, com diferentes combinações de compostos. A modelagem das fases foi desenvolvida gradativamente, inicialmente consideraram-se as fases ideais, posteriormente a fase líquida foi modelada pela equação de Margules 2-sufixos, com a fase sólida permanacendo ideal, e por fim a fase sólida foi descrita pela equação de SLAUGHTER & DOHERTY e a líquida continou a ser modelada por Margules 2-sufixos. Os modelos desenvolvidos nesse trabalho são classificados como modelos de programação não-linear convexa, o que garante a busca pelo mínimo global. Assim, quando aplicados à linguagem de programação GAMS, utilizando o solver CONOPT, ou quando utilizando as equações encontradas analiticamente, através de microcomputadores, os resultados obtidos garantem que a mínima energia livre de Gibbs foi encontrada e que a mistura está em equilíbrio. Os resultados encontrados foram comparados com os dados medidos por ROLEMBERG (2002), pela técnica DSC, apresentando uma satisfatória proximidade entre eles / Abstract: This work has a theorical and computational character which objective is the study and aplication of optimization technique for the solid-liquid equilibria calculation of binary fat mixtures with natural origin. Two methods was used: One Nonlienar Program problem,an algorithm using the software GAMS and the other, analysis of equations that use the Kuhn-Tucker constrains applied in softwares which can execute conventionals calculation, like Microsoft Excel. The calculation of phasee equilibria is based on the minimization of Gibbs free energy of the sistem. The termodynamic representation of mixtures use models which can represent liquid and solid phases. The mixtures are composed for fat acids and triglycerides which are divided on three characteristics: saturated fatty acids, unsatureted fatty acids and trigycerides with differents combination among themselves. The phases¿ modeling was developed starting for phases on ideal state. In the second step, the solid phase was considered ideal and the liquid phase was modeled using the Margules Model. At the end, it was used the Slaughter & Doherty equation to modeling the solid phase and the Margules Model continued to be used for the liquid phase. The models developed in this work are nonliner programming and convex equations, these characteristics are the proof that the optimal point found is the global optimum. So using the methods propoused in this work, the results, certainly are the minim Gibbs free energy and the compound are in equilibrium. The results founded were compared with experimental data for ROLEMBERG (2002), that were obtained with DSC technique, with satisfactory proximity among them / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

A mefloquina (MQ), fármaco utilizado na profilaxia e tratamento da malária ocasionada por Plasmodium falciparum resistente à cloroquina, é comercializada na forma racêmica. Apresenta disposição cinética estereosseletiva e ação farmacológica diferencial entre os enantiômeros. A maioria dos métodos analíticos desenvolvidos para análise do fármaco em plasma utiliza como técnicas de preparação das amostras, a extração líquido-líquido ou a extração em fase sólida. Por outro lado, a microextração em fase líquida (LPME), técnica recentemente desenvolvida, pode oferecer resultados bastante satisfatórios para amostras complexas, como fluidos biológicos. Portanto, o presente trabalho teve por finalidade o desenvolvimento e validação de um método analítico empregando a cromatografia líquida de alta eficiência com fases estacionárias quirais juntamente com a LPME para a análise enantiosseletiva da MQ em plasma. Empregando-se a coluna Chiralpak AD com fase móvel constituída por hexano/etanol/DEA (97:3:0,05, v/v/v), obteve-se a separação dos enantiômeros da MQ, com tempos de retenção reduzidos e resolução apropriada. Utilizando-se uma membrana capilar de polipropileno, juntamente com éter diexílico (fase orgânica) e ácido perclórico 10 mmol L-1 (fase aceptora) como componentes do sistema de três fases, obteve-se excelente isolamento dos interferentes endógenos aliado a um enriquecimento satisfatório dos analitos, sendo então possível a validação do método desenvolvido. A metodologia otimizada apresentou linearidade satisfatória no intervalo de 50 ? 1500 ng mL-1 com coeficientes de determinação > 0,998 para ambos enantiômeros. Os valores de recuperação absoluta de (-)-(SR)-MQ e (+)-(RS)-MQ foram 33,2% e 35,0%, respectivamente. Precisão e exatidão, avaliadas por estudos intra-ensaio e interensaio, foram < 15% para ambos enantiômeros. Além disso, não foram observadas racemização ou degradação do fármaco durante a preparação das amostras e análise cromatográfica. Posteriormente, o método desenvolvido e validado foi aplicado em um estudo-piloto de disposição cinética em ratos. Verificou-se que a disposição cinética da MQ em ratos foi estereosseletiva, já que maiores concentrações de (+)-(RS)-MQ foram obtidas em todos os tempos de análise avaliados. / Mefloquine (MQ), a drug used for prophylaxis and treatment of malaria caused by chloroquine-resistant strains of Plasmodium falciparum, is commercialized as a racemic mixture. MQ enantiomers demonstrate differential stereoselective dispositions and pharmacodynamic actions. The majority of methods developed for the determination of mefloquine in plasma includes liquid-liquid or solid-phase extraction as sample preparation. On the other hand, liquid-phase microextraction (LPME), a recently developed technique, may offer satisfactory results for complex matrices, such as biological fluids. Therefore, the aim of this work was to develop and validate an analytical method using chiral high-performance liquid chromatography combined with LPME for the enantioselective analysis of MQ in plasma. Employing a Chiralpak AD column with hexane/ethanol/DEA (97:3:0.05, v/v/v) as mobile phase, separation of MQ enantiomers was achieved with short retention times and appropriate resolution. Using a polypropylene-based capillary membrane together with di-n-hexyl ether (organic phase) and 10 mmol L-1 perchloric acid (acceptor phase) as components of a three-phase system, an excelent clean-up of endogenous interferents, allied with a satisfactory enrichment of analytes, was obtained, which allowed method validation. The optimized methodology exhibited good linearity over a 50 - 1500 ng mL-1 range with correlation coefficients of > 0.998 for both enantiomers. The mean recoveries of (-)-(SR)-MQ and (+)-(RS)-MQ were 33.2 and 35.0%, respectively. Precision and accuracy, demonstrated by within-day and between-day assays, were lower than 15% for both enantiomers. Furthermore, no racemization or degradation were seen during sample preparation and chromatographic analysis. Finally, the developed and validated method was applied to a pilot pharmacokinetic assay in rats. An enantiosselective kinetic disposition of MQ enantiomers was observed in rat plasma, as concentrations of (+)-(RS)-MQ were greater than its antipode at all measured times.

A análise estereosseletiva tem um lugar de destaque em várias áreas e, dentre elas, a farmacêutica, pois diversos fármacos quirais são comercializados como misturas racêmicas. A análise estereosseletiva empregando a cromatografia líquida de alta eficiência e a eletroforese capilar é prática e bastante eficaz para aplicações que envolvem a determinação de enantiômeros ao nível de traços em matrizes complexas, como por exemplo, em estudos de disposição cinética. Entretanto, devido à complexidade das matrizes biológicas, há necessidade da preparação da amostra antes de sua análise. Entre as diversas técnicas existentes, as mais utilizadas são a extração líquido-líquido e a extração em fase sólida. Contudo, essas técnicas apresentam algumas desvantagens,sendo a principal delas o uso de grandes quantidades de solventes. Portanto, técnicas que requerem pouco ou nenhum consumo de solventes orgânicos são bastante desejáveis. Entre essas técnicas destacam-se a microextração em fase sólida (SPME) e a microextração em fase líquida (LPME). Essas técnicas relativamente recentes têm como vantagens a utilização de quantidades mínimas de solventes orgânicos, o alto poder de concentração, a remoção dos interferentes da matriz biológica e a simplicidade de automação. Nesse trabalho propusemos a utilização da SPME e LPME como técnicas de preparação de amostras de urina, visando o desenvolvimento de métodos estereosseletivos com detectabilidade e seletividade adequadas para aplicação em estudos posteriores de disposição cinética. A SPME foi empregada para análise estereosseletiva do ibuprofeno e de seus principais metabólitos, carboxiibuprofeno e 2-hidroxiibuprofeno e da hidroxicloroquina e seus principais metabólitos, enquanto que a LPME foi usada para a análise estereosseletiva da hidroxicloroquina e seus metabólitos. Inicialmente, foi realizada a otimização da separação dos fármacos e metabólitos em diversas colunas quirais,a otimização da separação da hidroxicloroquina e seus metabólitos por eletroforese capilar e,em seguida, a otimização dos procedimentos de extração e a validação dos métodos desenvolvidos. Utilizando a coluna Chiralpak AD-RH® e fase móvel composta por solução de ácido fosfórico 1 mol L-1 pH 3 : metanol (75 : 25, v/v), foi validado um método para análise enantiosseletiva do ibuprofeno em urina. A SPME foi empregada para extração do ibuprofeno das amostras de urina utilizando a fibra PDMS-DVB 60 6;m. O método mostrou ser linear na faixa de concentração de 0,25 a 25 &#956;g mL–1 para cada enantiômero. Para a análise do 2-hidroxiibuprofeno e carboxiibuprofeno, foi utilizada a coluna Chiralpak AS® e fase móvel composta por hexano: isopropanol (94 : 6, v/v) + 0,05% de ácido trifluoracético. A extração desses metabólitos foi feita empregando a fibra de CW-TPR 50 µm. O método mostrou ser linear na faixa de concentração de 5 a 50 µg mL -1. Já para a análise da hidroxicloroquina e seus principais metabólitos, DHCQ e DCQ, foi utilizada a coluna Chiralcel OD-H® e fase móvel composta por hexano : etanol : metanol (96 : 2 : 2, v/v/v) + 0,2% de dietilamina. A extração desses metabólitos foi feita empregando a fibra de PDMSDVB 60 &#956;m. O método mostrou ser linear na faixa de concentração de 50 a 1000 ng mL -1para HCQ e 42 - 416 ng mL-1 para os metabólitos. A microextração em fase líquida foi avaliada na análise da hidroxicloroquina e seus metabólitos, BDCQ, DHCQ e DCQ e separação por eletroforese capilar. Para tanto foi utilizado um capilar de sílica fundida nãorecoberto com um comprimento efetivo de 42 cm, e 30 mmol L-1 de HP-b-CD + 1% de CD-b- sulfatada dissolvida em tampão tris(hidroxiaminometano) 100 mmol L-1 pH 9 como tampão de análise. O método mostrou ser linear na faixa de concentração de 10 - 1000 ng mL-1 para HCQ e 21-333 ng mL-1 para os metabólitos. Obteve-se precisão com coeficientes de variação inferiores a 15% e exatidão com erros relativos menores que 15% para todos os métodos desenvolvidos. Após validação, os métodos foram empregados na determinação da quantidade excretada acumulada do do ibuprofeno, da hidroxicloroquina e de seus metabólitos após administração de de rac-ibuprofeno e rac-hidroxicloroquina a voluntários sadios. Em suma, as duas técnicas foram eficientes na extração dos fármacos e metabólitos estudados. A SPME mostrou ser uma técnica de mais fácil manuseio, porém com baixos valores de recuperação. Por outro lado, a LPME apresentou valores de recuperação maiores, porém o manuseio do sistema de extração foi mais difícil, necessitando de um tempo maior para o domínio da técnica. / The stereoselective analysis has been standing out in several areas, and it is mainly present in the pharmaceutical industry, since many drugs are marketed as racemic mixtures. The stereoselective analysis employing high-performance liquid chromatography (HPLC) and capillary electrophoresis (CE) is very useful for the determination of enantiomers at very low concentrations, as the ones found in biological matrices, for instance, in pharmacokinetic studies. The first step in the analysis of drugs in biological fluids is the extraction procedure. The most common extraction procedures employed are liquid-liquid extraction and solidphase extraction. These techniques show several drawbacks, such as the high amount of organic solvent consumed. So, based on this fact, techniques that consume small amounts of organic solvents are desirable. Among these techniques, solid-phase microextraction (SPME) and liquid-phase microextraction (LPME) have been stood out. The main advantages of these techniques are the small amount of organic solvent consumed and its high capacity in drug concentration. In this work, our purpose was to employ the SPME and the LPME as sample preparation techniques to develop stereoselective methods to be further applied in pharmacokinetic studies. SPME was employed for the stereoselective analysis of ibuprofen, hydroxychloroquine and their major metabolites.On the other hand,LPME was employed only for the enantioselective analysis of hydroxychloroquine and its metabolites. The first step was the separation optimization of the drugs and their metabolites by HPLC using several chiral columns, and the separation optimization of hydroxychloroquine and its metabolites by CE. Next, the extraction optimizations and method validations were performed. The enantioselective analysis of ibuprofen in human urine was carried out in the Chiralpak AD-RH® column, using methanol-pH 3.0 phosphoric acid solution (75 : 25 v/v) as mobile phase. The method was linear over the 0.5 - 25 µg mL-1 concentration range for both enantiomers. The fiber used in this method was PDMS-DVB 60 µm.The analysis of 2-hydroxyibuprofen and carboxyibuprofen was performed on a Chiralpak AS® column using hexane:isopropanol (95 : 5 v/v) plus 0.05% trifluoroacetic acid as the mobile phase. The method was linear over the 5 - 50 µg mL-1 concentration range. To perform the extractions, a CW-TPR 50 µm coated fiber was employed. The analysis of hydroxychloroquine and its major metabolites (DCQ and DHCQ) was done on a Chiralcel OD-H® column using hexane-methanol-ethanol (96 : 2 : 2, v/v/v) plus 0.2% diethylamine as mobile phase. The extraction was performed using a PDMS-DVB 60 µm coated fiber. The method was linear over the range of 50 - 1000 ng mL-1 for HCQ enantiomers and over the range of 42 - 416 ng mL-1 for DCQ and DHCQ enantiomers. LPME and CE were applied for the chiral determination of hydroxychloroquine and its metabolites (DCQ, DHCQ, BDCQ) in human urine. The electrophoretic separations were carried out in 100 mmol L-1tris(hydroxymethyl)aminomethane buffer (pH adjusted to 9.0 with phosphoric acid) containing 1% (w/v) S-b-CD and 30 mg mL-1 HP-?-CD, with a constant voltage of +18 kV. The method was linear over the concentration range of 10-1000 ng mL -1 for each HCQ stereoisomer and 21-333 ng mL -1 for each metabolite stereoisomer. Within-day and between-day assay precision and accuracy for all described methods were lower than 15%. The developed methods were applied for the determination of the cumulative urinary excretion of ibuprofen metabolites and hydroxychloroquine and its metabolites after oral administration of racibuprofen and rac-hydroxychloroquine to health volunteers. Comparing the techniques, both SPME and LPME were efficient to extract the drugs and their metabolites from human urine. iv SPME showed to be an easier technique to handle, however, the drug amount recovered by this technique was too small. On the contrary, LPME was a more difficulty technique to be handled, but better recovery values were obtained with this technique.

Estudos de metabolismo in vitro possuem o intuito de caracterizar e quantificar possíveis metabólitos, elucidar as vias metabólicas e sugerir modelos a serem seguidos para a realização de estudos in vivo. Com o intuito de estudar o metabolismo in vitro não estereosseletivo da rosiglitazona (RSG) empregando fração microssomal de fígado de ratos,foi desenvolvida uma metodologia por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) com detecção UV em 245 nm, para analisar a RSG e seus principais metabólitos, p-hidroxi rosiglitazona (?-OH-R) e N-desmetil rosiglitazona (N-Dm-R). Os analitos foram separados em fase reversa, utilizando uma coluna X-Terra MS C-18 (partículas de 3,5 ?m) e fase móvel composta por água:acetonitrila:ácido acético (85:15:0,5, v/v/v), na vazão de 1 mL min-1. Matrizes biológicas contém um grande excesso de proteínas, lipídeos e outros materiais endógenos que interferem na análise de fármacos e metabólitos, tornando necessário um procedimento adequado de preparação das amostras antes da análise cromatográfica. A microextração em fase líquida com membrana cilíndrica oca (HF-LPME) é uma técnica promissora para a preparação de amostras em estudos de metabolismo in vitro, pois, além de promover o clean-up, promove também o enriquecimento dos analitos na amostra. A HF-LPME foi aplicada pela primeira vez para a extração simultânea desse fármaco e seus metabólitos. O sistema de três fases foi escolhido como o mais apropriado, empregando uma solução de ácido clorídrico como fase aceptora e 1-octanol como solvente orgânico. A otimização dos demais parâmetros foi realizada através de planejamento fatorial fracionário. O método foi validado e foi linear no intervalo de 50-6000 ng mL-1, apresentando limites de quantificação de 50 ng mL-1 e recuperações acima de 47 % para a RSG e seus metabólitos (?-OH-R e N-Dm-R). O método validado foi empregado em um estudo de metabolismo in vitro com fração microssomal de fígado de ratos. Nesse estudo, foi possível estimar as constantes de Michaelis-Menten (Km) e a velocidade inicial máxima (Vmax). N-Dm-R e ?-OH-R apresentaram valores de Vmax de 87,30 ± 8,04 e 51,64 ± 12,25 ?mol min-1 mg proteína-1, respectivamente, enquanto que os valores de Km foram de 58,14 ± 11,85 e 77,84 ± 36,77 mmol L-1, respectivamente. Outros metabólitos foram observados nos cromatogramas e a identificação foi feita por espectrometria de massas: ?rto-hidroxi-rosiglitazona e N-desmetil-hidroxi-rosiglitazona. A RSG é comercializada como uma mistura racêmica, apesar de possuir sua atividade antidiabética relacionada essencialmente com o enantiômero (S). O centro quiral desse fármaco possui um grupo carbonila, por isso, o enantiômero (R) pode se converter no enantiômero (S) ou vice-versa, via tautomerismo cetoenólico. Dados da literatura indicavam que essa racemização poderia ser lenta o suficiente para possibilitar o estudo dos enantiômeros isoladamente. Entretanto, até o momento não há dados sobre a disposição cinética ii e metabolismo enantiosseletivos desse fármaco. Sendo assim, propôs-se o desenvolvimento de metodologias analíticas para estudar a racemização da RSG e seus metabólitos e avaliar a possibilidade de estudar seu metabolismo in vitro de forma estereosseletiva. O método foi desenvolvido empregando HPLC com detecção em 245 nm. A separação dos enantiômeros do fármaco e metabólitos, também quirais, foi obtida empregando uma coluna Chiralcel OJ-H e fase móvel constituída por metanol:etanol (90:10; v/v), na vazão de 0,3 mL min-1. O estudo de racemização mostrou que o fármaco e seus metabólitos são racemizados nas condições em que o estudo de metabolismo é conduzido. Finalmente, para estudar o metabolismo in vitro da pioglitazona (PGZ), foi desenvolvido um método para análise desse fármaco e de seus principais metabólitos, a hidroxi-pioglitazona (M-IV) e a ceto-pioglitazona (M-III) empregando a eletroforese capilar (CE). As análises foram realizadas em capilar de sílica de 50 ?m de diâmetro interno e com comprimento efetivo de 40 cm, utilizando tampão fosfato de sódio 50 mmol L-1, pH 2,5, detecção em 190 nm, tensão de 30 kV e temperatura do capilar de 35 °C. A HF-LPME também foi empregada para a preparação das amostras. O sistema de três fases foi escolhido, empregando solução de ácido clorídrico como fase aceptora e o 1-octanol como solvente orgânico. A otimização dos demais parâmetros foi realizada através de planejamento fatorial fracionário. O método validado foi linear no intervalo de 200 - 25000 ng mL-1 para PGZ e 200 - 2000 ng mL-1 para os metabólitos, apresentando limites de quantificação de 200 ng mL-1 e recuperações acima de 19 % para a RSG e seus metabólitos M-IV e M-III. O método validado foi empregado em um estudo de metabolismo in vitro contendo fração microssomal de fígado de ratos, mas nesse estudo, não foi possível observar a formação dos metabólitos. Entretanto, esse método pode ser usado em outros modelos de metabolismo in vitro (microssomas humanos), nos quais se observa a formação desses metabólitos em concentrações maiores. / In vitro metabolism studies have been used to characterize and to quantify possible metabolites, to elucidate metabolic pathways and to suggest models to perform in vivo studies. So the purpose of this study was to evaluate the in vitro rosiglitazone (RSG) metabolism employing microsomal fraction obtained from rat livers. A high- performance liquid chromatography (HPLC) method with UV detection at 245 nm was developed to analyze RSG and the main metabolites, p-hydroxy rosiglitazone (?-OH-R) e N-desmethyl rosiglitazone (N-Dm-R). The analytes were separated under reversed phase conditions, using a X-Terra MS C-18 column (3.5 ?m particle size) and a mobile phase consisting of water:acetonitrile:acetic acid (85:15:0.5, v/v/v), at a flow rate of 1 mL min-1. Biological matrices contain a large excess of proteins, lipids and other endogenous compounds that interfere in the analysis of drugs and metabolites. So, a suitable sample preparation technique is required. Hollow-fiber liquid phase microextraction (HF-LPME) is a promising technique for the preparation of biological samples. Besides the clean-up, analytes enrichment is also achieved. HF-LPME for the simultaneous analysis of RSG and its main metabolites is described for the first time. The three-phase extraction was performed using hydrochloride acid solution as acceptor phase and 1-octanol as organic solvent. The other parameters were optimized by fractional factorial design. The method was validated and it was linear over the concentration range of 50-6000 ng mL-1, with quantification limits of 50 ng mL-1 and recoveries above 47 %. The validated method was used to estimate Michaelis-Menten (Km) constant and maximum initial velocity (Vmax). N-Dm-R e ?-OH-R showed Vmax values of 87.30 ± 8.04 and 51.64 ± 12.25 ?mol min-1 mg protein-1, respectively, while the Kmvalues were 58.14 ± 11.85 e 77.84 ± 36.77 mmol L-1, respectively. Other possible metabolites were observed in the chromatograms and they were identified by mass spectrometry: ?rtho-hydroxy-rosiglitazone e N-desmethyl-hydroxy-rosiglitazone. RSG is marketed as a racemic mixture although the antidiabetic activity is related essentially to the (S)-enantiomer. The chiral center has a carbonyl group, therefore the (R)-enantiomer could be transformed to the (S)-enantiomer or vice-versa by keto-enolic tautomerism. The literature indicates that this racemization is slow enough to allow the evaluation of the properties of the isolated enantiomers. However, there is no information in the literature about enantioselective RSG kinetic disposition and metabolism. Considering this facts, an analytical procedure was developed to study the racemization of RSG and its metabolites under different conditions and to determine if the enantioselective metabolism would be performed. The method was developed by HPLC with detection at 245 nm. The chiral separation of RSG and metabolites was achieved on a Chiralcel OJ-H column, with the mobile phase consisting of methanol:ethanol (90:10,v/v). The results obtained showed that the racemization occurs under the conditions used in in vitro iv metabolism studies. Finally, to study the in vitro metabolism of pioglitazone (PGZ), another method was developed by capillary electrophoresis (CE) to determine this drug and its main metabolites, hydroxy-pioglitazone (M-IV) and keto-pioglitazone (M-III). The analyses were conducted using a fused silica capillary (50 ?m inner diameter and 40 cm effective length), sodium phosphate buffer 50 mmol L-1, pH 2.5, detection at 190 nm, voltage of 30 kV and capillary temperature of 35°C. HF-LPME was also used for sample preparation with hydrochloride acid solution as acceptor phase and 1-octanol as organic solvent. The other parameters were optimized by fractional factorial design. The method was validated showing to be linear in the concentration range of 200 - 25000 ng mL-1 for PGZ and 200 - 2000 ng mL-1 for the metabolites. Quantification limits were 200 ng mL-1 for all analytes and the recoveries were higher than 19%. The validated method was used to study the in vitro metabolism of PGZ by rat liver microsomal fraction, but it was not possible to observe the formation of the metabolites in this study. However this method could be used in other in vitro metabolism models (human microssomes), in which higher concentrations of these metabolites are observed. Keywords:

O presente trabalho constou da concepção de um reator anaeróbio em regime de batelada com circulação da fase aquosa contendo biomassa imobilizada em espuma de poliuretano. O reator foi operado em ciclos de 8 h e mantido a 30 ± 1ºC tratando água residuária sintética elaborada à base de glicose, com concentração de aproximadamente 500 mgDQO/L. O estudo hidrodinâmico realizado com velocidade superficial de recirculação entre 0,16 e 0,80 cm/s indicou que o tempo de mistura obtido em todas as condições pode ser considerado desprezível quando comparado ao tempo total do ciclo, e também permitiu considerar o comportamento do escoamento no leito como o de um reator pistonado. O desempenho do reator no tratamento da água residuária foi avaliado para a condição sem circulação e também para velocidades superficiais de recirculação entre 0,03 e 0,30 cm/s. Os resultados obtidos indicaram que o reator apresentou desempenho satisfatório e boa estabilidade, apresentando eficiências de até 96% de remoção da matéria orgânica. O aumento da velocidade superficial de recirculação diminuiu a resistência a transferência de massa na fase líquida, ocasionando um aumento de 115% na velocidade global de reação, estimada através do ajuste dos valores experimentais da concentração de substrato ao modelo de primeira ordem. / A new configuration of an anaerobic bioreactor with external circulation of the liquid phase wherein the biomass was immobilized on a polyurethane foam matrix is proposed. 8-hours cycles were cartied out at a temperature of 30 ± 1°C treating glucose synthetic wastewater at a concentration around 500 mg/L. A hydrodynamic study performed at 0.16 to 0.80 cm/s showed that the obtained mixture time is insignificant compared to the total cycles time, and the flow through the polyurethane foam bed can be represented by a plug flow. The reactor\'s performance assessed without circulation and with circulating liquid superficial velocity between 0.03 and 0.30 cm/s. The reactor attained operating stability and a COD removal efficiency of 96% was achieved. The increase in the liquid superficial velocity decreases the liquid resistance mass transfer, resulting in an increase of 115% in the global reaction velocity, estimated through the fit of a first model equation on the substrate concentration experimental values.

In der vorliegenden Arbeit wurde die Verwendung der kostengünstigen aber sauerstoffaffinen Legierungselemente Mangan, Silizium und Chrom in pulvermetallurgisch hergestellten Sinterstählen untersucht. Das Einbringen der Legierungselemente erfolgte mit Hilfe unterschiedlicher Masteralloysysteme. In der vorliegenden Arbeit wurden insgesamt 18 chemisch unterschiedliche, niedriglegierte Sinterstähle entwickelt und untersucht.