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Estudo da aplicabilidade dos marcadores luminescentes de disparos de armas de fogo

Arouca, Aline Marcelino 06 December 2016 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2017-01-25T12:07:36Z No. of bitstreams: 1 2016_AlineMarcelinoArouca.pdf: 8140076 bytes, checksum: 8461a8923e34db6f1803418d25d0380b (MD5) / Approved for entry into archive by Ruthléa Nascimento(ruthleanascimento@bce.unb.br) on 2017-03-03T17:44:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_AlineMarcelinoArouca.pdf: 8140076 bytes, checksum: 8461a8923e34db6f1803418d25d0380b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-03T17:44:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_AlineMarcelinoArouca.pdf: 8140076 bytes, checksum: 8461a8923e34db6f1803418d25d0380b (MD5) / Com o desenvolvimento da munição não-tóxica (NTA), a identificação do de resíduos de tiro (GSR) por Microscopia Eletrônica de Varredura acoplada à Espectroscopia de Raios X por Dispersão de Energia (MEV/EDS) foi prejudicada, sendo que adição de um marcador luminescente à munição tornou-se uma alternativa para identificar resíduos de tiro provenientes de munições NTA. Apesar dos marcadores apresentarem excelentes resultados na identificação de resíduos provenientes da munição NTA, pouco se sabe acerca da sua toxicidade, sendo desejável que esses sejam atóxicos. Dois fatores são avaliados nesse trabalho: os subprodutos formados pelo disparo de uma arma de fogo municiada com NTA marcada e o tamanho das partículas dos marcadores formadas após o disparo. Foi possível determinar uma variedade de compostos orgânicos que apresentam uma toxicidade relativa, contudo, muitos deles estão ligados à degradação da pólvora utilizada. Com relação ao tamanho das partículas, foi possível determinar que tanto a munição NTA, quanto a munição NTA marcada apresentam uma maior quantidade de partículas menores que 2,5 micrômetros, indicando uma certa toxicidade. Contudo, como a adição do marcador não alterou, de forma significativa, os padrões de dispersão das partículas, quando comparados com os padrões de dispersão da NTA, pode-se inferir que a toxicidade da munição marcada não foi alterada. A segunda parte desse trabalho consiste na aplicação dos marcadores desenvolvidos pelo nosso grupo em uma série de experimentos para simular rotinas forenses, para avaliarmos o comportamento dos resíduos de tiro luminescentes (LGSR). Foi testada a viabilidade do uso do padrão de dispersão do LGSR para estimar a distância de disparo e identificar a posição do atirador, com a realização de testes cegos. Em todos os casos testados, a posição do atirador e a distância em que o tiro foi deflagrado foi determinada com precisão, mesmo para tiros distantes. Além disso, foi avaliada a influência do tipo de arma (diferentes pistolas) no padrão de dispersão LGSR, no qual foi possível verificar que os diferentes tipos de mecanismos não alteram a formação do resíduo luminescente. Finalmente, também foi avaliado se as partículas luminescentes podem ser transferidas por contato direto (aperto de mão). Determinou-se que elas podem ser submetidas à transferência secundária e terciária, influenciando o modo que esta evidência deve ser interpretada na análise de uma cena de crime. / With the introduction of non-toxic ammunition (NTA), gunshot residue (GSR) identification by Scanning Electron Microscopy/Energy Dispersive X ray analysis (SEM/EDS) was impaired, in which, the use of a luminescent marker has become an alternative to identify shooting residue. Despite the markers present excellent results in GSR from NTA ammunition, little is known about its toxicity, requiring that these are non-toxic. Two factors are evaluated in this work: the by-products formed by firing a firearm loaded with marked NTA ammunition and the particle size formed after the shot. It was possible to determine a variety of organic compounds which have a relative toxicity, however, many of them are connected to the degradation of the gunpowder used. The particle size, it was determined that both NTA ammunition marked as NTA ammunition have a greater amount of particles smaller than 5 microns, indicating a degree of toxicity. However, since the addition of the marker did not alter significantly the dispersion patterns compared to NTA, the toxicity of ammunition marked was considered the same as the NTA. The second part of this work consists of applying the markers developed by our group in a series of experiments to simulate forensic routines to evaluate the behavior of luminescent GSR (LGSR) To determinate the performance of the markers developed by our group, a series of experiments were conduct to mimic forensic routines and determinate the luminescent gunshot residue (LGSR) behavior. It was evaluated the viability of the use of LGSR dispersion pattern to estimate the shooting distance and identify the position of the shooter, as the realization of blind tests. In all cases, the position of the shooter and the distance at which the shot was triggered was accurately determined, even for distant shots. Furthermore, the influence of the type of weapon (different pistols) in LGSR dispersion pattern was evaluated, in which it was possible to verify that different types of mechanisms do not alter the formation of the luminescent residue. Finally, it was also evaluated if the luminescent particle can be transferred by direct contact (handshake). It was determined that the luminescent particle can undergo secondary and tertiary transfer, influencing the way which this evidence should be interpreted in the analysis of a crime scene.
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Propriedades fotofísicas de complexos de íons lantanídeos no estado sólido e em solução aquosa : imageamento e atividade citotóxica / Photo-physical properties of lanthanide ions complexes in the solid state or aqueous solution : imaging and cytotoxic activity

Monteiro, Jorge Henrique Santos Klier, 1985- 08 January 2014 (has links)
Orientadores: Fernando Aparecido Sigoli, André Luiz Barboza Formiga / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T19:44:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Monteiro_JorgeHenriqueSantosKlier_D.pdf: 54893672 bytes, checksum: 68dcf83b484b6ed57a8eac7493d1ef01 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste trabalho sintetizaram-se os ligantes 4-azidadipicolinato (dipicN3), 4-aminodipicolinato (dipicNH2) e 4-aminopiridina-bis(oxazolina) (pyboxNH2), bem como seus complexos com íons lantanídeos(III) solúveis em água. Sintetizaram-se também complexos insolúveis em água, contendo ligantes derivados dos ácidos benzóico, fenilselenínico e fenilfosfínico. A coordenação dos complexos foi verificada utilizando espectroscopia de absorção no infravermelho, enquanto que a estequiometria dos complexos foi confirmada utilizando análise elementar de carbono e hidrogênio, titulação complexométrica, espectrometria de massas e 1H-RMN. Também foram obtidas as estruturas de alguns complexos por difração de raios X de monocristal. Com os complexos análogos de gadolínio(III) foram obtidos os espectros de fosforescência do ligante a ?77 K com resolução temporal para determinação da energia do nível tripleto, a qual foi obtida pelo método da tangente ou da transição 0-0 fônon. Os complexos de európio(III) foram classificados, comparativamente, em função da simetria pontual, utilizando os espectros de emissão, parâmetros de intensidade de Judd-Ofelt e razão assimétrica, e também em função do grau de covalência da ligação Eu ¿ O, obtido pelo baricentro da transição 5D0 ? 7F0. Foi também medido o tempo de vida de emissão e o rendimento quântico dos complexos contendo os íons európio(III) ou térbio(III). As geometrias do estado fundamental foram determinadas utilizando o método Sparkle/PM3, sendo assim possível explicar alguns dos resultados experimentais obtidos, tal como a alta eficiência de sensitização de alguns complexos. Os complexos de európio(III) e térbio(III) com os ligantes dipicN3, dipicNH2 e pyboxNH2 apresentaram luminescência em solução aquosa, tempo de vida > 1 ms e rendimento quântico na faixa 15 ¿ 40 %, qualificando-os como marcadores luminescentes em sistemas biológicos. Os ligantes e seus complexos tiveram suas citotoxicidades testadas contra células normais (NIH/3T3) e células neoplásicas (NG97, câncer de cérebro e PANC1, câncer de pâncreas). Somente os complexos apresentaram atividade citotóxica e esta é seletiva para células NG97 e PANC1. O complexo K3[Eu(dipicNH2)3] foi capaz de atravessar a barreira hemato-encefálica e foi utilizado como marcador luminescente para células NG97 e PANC1 / Abstract: Water-soluble lanthanide complexes with the ligands 4-azidodipicolinate (dipicN3), 4-aminodipicolinate (dipicNH2) and 4-aminopyridine bis-oxazoline (pyboxNH2) were synthesized, a long with water-insoluble lanthanide complexes with ligands derived from benzoic, phenylseleninic or phenylphosphinic acids. The coordination modes of the carboxylic ligands were verified by FT-IR. The stoichiometries of the complexes were confirmed by carbon and hydrogen elemental analysis, complexometric titration and mass spectrometry. The crystal structures of some complexes were determined by single crystal X-ray diffraction. The time-resolved phosphorescence spectra of the ligands were obtained at ?77 K using the gadolinium(III) analogs complexes in order to obtain the energies of triplet levels. The triplet energies were determined by the tangent method or the 0-0 phonon transition. The europium(III) complexes were classified, comparatively, as a function of the point symmetry, using the emission spectra, Judd-Ofelt intensity parameters and the asymmetric ratio, and as a function of the Eu ¿ O bond covalence degree, obtained from the centroid of the 5D0 ? 7F0 transition. The emission lifetimes and quantum yields for the europium(III) and terbium(III) complexes were also determined. The ground state geometries were calculated using the Sparkle/PM3 method and were used to explain some of the experimental results such as the high sensitization efficiency of some complexes. The europium(III) and terbium(III) complexes with the ligands dipicN3, dipicNH2 and pyboxNH2 showed luminescence in water, emission lifetimes > 1 ms and quantum yields in the range 15 ¿ 40 %, qualifying them as potential luminescent markers for biological systems. Cytotoxic assays using the ligands and their complexes against normal cells (NIH/3T3) and neoplastic cells (NG97, brain¿s cancer and PANC1, pancreatic cancer) were performed. Only the complexes showed selective cytotoxicity against NG97 and PANC1 cells. The complex K3[Eu(dipicNH2)3] was able to cross a simulated blood-brain barrier and was also used as a luminescent marker for NG97 and PANC1 cells / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Ciências
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Estudo da toxicidade de marcadores luminescentes para resíduos de tiro : avaliação da estabilidade, da toxicidade aguda por inalação e oral da MOF ∞[Eu(DPA)(HDPA)]

Talhari, André Lopes Ruiz 14 June 2017 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-08-14T16:26:26Z No. of bitstreams: 1 2017_AndréLopesRuizTalhari.pdf: 5448947 bytes, checksum: 5174f74665509331a984d32b734646e6 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-09-22T21:57:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_AndréLopesRuizTalhari.pdf: 5448947 bytes, checksum: 5174f74665509331a984d32b734646e6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-22T21:57:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_AndréLopesRuizTalhari.pdf: 5448947 bytes, checksum: 5174f74665509331a984d32b734646e6 (MD5) Previous issue date: 2017-09-22 / As mortes causadas por armas de fogo e a introdução de munições livres de chumbo no mercado fizeram com que as metodologias já estabelecidas e utilizadas pelas ciências forenses para identificação de resíduos de tiro (GSR, do inglês gunshot residues) se tornassem insuficientes e ineficientes. Para suprir tal necessidade, foram desenvolvidos marcadores luminescente que, ao serem adicionadas à pólvora das munições, são capazes de auxiliar na determinação do local do disparo, da arma utilizada, direção do tiro, pessoas envolvidas no disparo e as munições utilizadas, apenas com o auxílio de uma lâmpada ultravioleta. Contudo, para que a aplicação dos marcadores seja possível, os mesmos não devem representar um risco a saúde dos atiradores. Uma vez que as principais vias de absorção dos marcadores pelo atirador são a inalatória e a oral, este trabalho teve por objetivo determinar a toxicidade aguda por inalação e oral, além da estabilidade em meio ácido de um marcador luminescente de GSR que já possuía sua eficácia comprovada intitulado R-Marker. Para o teste de inalação, foi utilizado o protocolo da OECD de número 436 e construída uma câmara de inalação labmade para a realização dos experimentos. Para este teste foram utilizados 3 ratos Wistar de ambos os sexos. Os parâmetros analisados nos testes de inalação foram a integridade do animal, mortalidade e sinais clínicos de intoxicação, a evolução da massa corpórea, o consumo de água e de ração durante 14 dias, além da massa dos órgãos e de indicadores bioquímicos (proteínas totais, albumina, globulina, TGO ou AST, TGP ou ALT, Gama GT, creatinina, ureia e fosfatase alcalina). Nenhum animal veio a óbito e todos os parâmetros apresentaram valores normais com exceção da ureia do grupo MI, justificada pelo jejum dos animais. Percebeu-se que não há uma padronização de valores de referência na literatura, o que dificulta uma comparação precisa. A presença de marcador na pele dos animais foi verificada durante o período de observação não resultou em qualquer sinal de inflamação e/ou irritação. Além disso, um teste para verificação do alcance das partículas no trato respiratório do animal demonstrou que o marcador estava sendo, em sua maioria, deglutido ao invés de inalado, justificado pela larga distribuição do tamanho de partícula do marcador (~20 µm). Para o teste de toxicidade aguda oral, foi utilizado o protocolo 423 da OECD. Foram utilizadas 9 fêmeas de ratos Wistar e avaliados os mesmos parâmetros do teste de inalação assim como a temperatura corporal dos animais. Não foram verificados sinais de toxicidade em nenhum dos parâmetros avaliados sendo o marcador classificado na categoria 2 GHS 5, com uma DL50 de 5000 mg/Kg que é a categoria mais segura para este teste. Observouse ainda que os animais excretaram parte do marcador pelas fezes, podendo este fato ter contribuído para a baixa toxicidade observada, o que levou a realização de um teste em gaiola metabólica. Neste, foi verificado que as fezes luminescentes são produzidas entre 4 e 24 horas após a administração, sendo a maior parte excretada após 8 horas. O ensaio de estabilidade do marcador, bem como da MOF [Eu2(DPA)3(H2O)3] em meio ácido demonstraram que ambos sofrem degradação similar em 8 horas. Também foram realizados espectros de emissão do material excretado nas fezes, do marcador utilizado na administração dos animais e do material resultante do ensaio de estabilidade. Quando comparados, verificou-se semelhanças do RMarker administrado com a fase [Eu(DPA)(HDPA)], mas observou-se uma incompatibilidade entre o marcador presente nas fezes e o marcador administrado. Também foi possível observar que o material obtido no ensaio de estabilidade e o marcador excretado possuem mais semelhanças com a fase [Eu2(DPA)3(H2O)3]. Infere-se destes resultados que, no processo de dissolução e excreção, pode haver uma nova organização no material ou ocorrer a solubilização preferencial de algumas fases presentes no marcador administrado, o que pode justificar as observações do espectro de emissão das fezes. Por fim, os resultados obtidos neste trabalho abrem novas portas para estudos de toxicidade, uma vez que é possível a detecção visual do marcador nas fezes, sendo sua aplicação possível em sistemas de drug-delivery. / Deaths caused by fire guns and the introduction of lead-free ammunition in the market made methodologies already established and used by forensic science to identify gunshot residues (GSR) become insufficient and inefficient. To overcome this problem, luminescent markers were developed that, when added to the gunpowder, are capable of assisting in the determination of the gunshot location, the fire gun used, the direction of the gunshot, personnel involved with the gunfire and the ammunition used, only by using an ultraviolet lamp. However, the use of these markers will only be possible if they do not present any risk to the shooter´s health. Since the main absorption pathways by the shooter are by inhalation and orally, this study´s objective is to determinate acute inhalation and oral toxicity, in addition of the acidic stability of a GSR luminescent marker with its proved efficacy entitled R-Marker. The OECD 436 protocol was used and a labmade inhalation chamber was built for the inhalation test. For this test, 3 Wistar rats of each sex were used. The parameters analyzed were the animal integrity, mortality and clinical signs of intoxication, the body weight evolution, water and food consumption during 14 days, besides the organs weight and biochemistry indicators (total protein, albumin, globulin, AST, ALT, gamma GT, creatinine, urea and alkaline phosphatase). No animal died during the experiments and all parameters showed normal values with the exception of the urea 3 of the MI group, justified by the fasting of the animals. It was noticed that there is no standardization of the reference values in the literature, which makes an accurate comparison difficult.. The presence of marker on the skin of the animals was noticed during the 14 days period of observation and no signs of inflammation or skin irritation could be seen. In addition, a test performed to check the reach of the particles in the respiratory tract showed that most of the marker was being swallowed instead of being inhaled, justified by the large particle size distribution of the marker (~20 µ). The oral toxicity test was performed, using the OECD 423 protocol. 9 female Wistar rats were used and the same parameters from the inhalation toxicity test and the animal’s body temperature were evaluated. No signs of toxicity were observed in none of the parameters, allowing the marker to be classified in the GHS 5 category, with a LD50 5000 mg/Kg which is the safest category for this test. It was also noticed that the marker was being partially excreted through the feces, and that this fact may have contributed for the low toxicity observed in the animals, which led to the execution of a metabolic cage test. Herein, the period of excretion of the luminescent feces was between 4 and 24 hours after administration, the majority being excreted after 8 hours. The acidic stability test for the marker and the MOF [Eu2(DPA)3(H2O)3] performed presented a similar degradation in 8 hours for both. Emission spectra was obtained from the excreted material in the feces, the material used for administration in the animals and from the marker obtained in the acid stability test. Through the comparison we noticed resemblance between the material used for administration in the animals and the phase [Eu(DPA)(HDPA)], however it was also noticed incompatibility between this material and the one in the feces. Likewise it was observed that the marker obtained in the acid stability test, along with material in the feces had more resemblance to the phase [Eu2(DPA)3(H2O)3]. It could be possible that in the process of dissolution and excretion, a new organization of the material or a selected phase dissolution may be occurring, justifying the emission spectra of the feces. Finally, the results presented in this study open new ways for toxicity studies, when the visual detection of the marker is possible on the feces, also allowing its application in drug-delivery systems.
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Nanotubos de Carbono Funcionalizados como Dispositivos Nanoestruturados Conversores de Luz (DNCL)

VAZ, Elaine Cavalcanti Rodrigues 28 August 2015 (has links)
Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-14T15:54:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_Elaine_Vaz_ DQF__CCEN_2015.pdf: 12035761 bytes, checksum: 63b391a9f5f45c9855adfde7db09c6d9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-14T15:54:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_Elaine_Vaz_ DQF__CCEN_2015.pdf: 12035761 bytes, checksum: 63b391a9f5f45c9855adfde7db09c6d9 (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / CNPq / Este trabalho foi iniciado com a funcionalização de nanotubos de carbono (CNT) com a finalidade de se obter materiais nanoestruturados marcados para serem aplicados em estudos futuros do impacto de nanoestruturas em sistemas biológicos. Constatado aumento na eficiência quântica na luminescência desses materiais, em que a parte nanoestruturada pode atuar como antena secundária, desenvolveu-se uma nova classe de materiais: Dispositivos Nanoestruturados Conversores de Luz (DNCL). Esses nanodispositivos, utilizando inicialmente complexos de európio, foram obtidos por quatro metodologias: substituição, interação eletrostática, síntese utilizando micro-ondas e síntese utilizando refluxo. Os DNCLs foram caracterizados pelas técnicas espectroscópicas de Infravermelho, Raman e Luminescência. Com o intuito de observar a morfologia do material após marcação, utilizou-se Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os espectros de infravermelho mostraram a presença dos ligantes orgânicos utilizados para síntese dos complexos. A espectroscopia Raman indicou modificação nos CNTs pelas razões das bandas e deslocamento das mesmas. Espectros de luminescência mostraram bandas estreitas características do íon európio. Foram realizados os cálculos de tempo de vida da luminescência, eficiência quântica do sistema e as taxas radiativas e não radiativas. Os DNCLs apresentando maior tempo de vida de luminescência foram obtidos utilizando micro-ondas e refluxo, tendo como ligantes oxadiazol e fenantrolina. As imagens de microscopia permitiram verificar o recobrimento dos nanotubos, que em muitas amostras mostrou-se uniforme, bem como a presença de cristais do complexo. Os primeiros testes do impacto em sistemas biológicos foram realizados utilizando microcrustáceos da espécie Artemia salina, alimentados com microalgas sonicadas com as nanoestruturas produzidas, avaliando-se as alterações de comportamento das artêmias em função da funcionalização utilizada. Ao final dos experimentos havia artêmias em estágio avançado de desenvolvimento, o que sugere biocompatibilidade. Além disso, os DNCLs não apresentaram toxicidade quando submetidos a ensaios com células tronco. Foi possível constatar que o nanotubo de carbono pode funcionar como uma antena nanoestruturada, nos moldes das antenas definidas nos dispositivos moleculares conversores de luz (DMCL) propostos por J.-M. Lehn, de forma a melhorar as propriedades luminescentes dos dispositivos moleculares. A nova classe de nanodispositivos desenvolvida apresenta potencial para ser aplicada em diferentes sensores, bem como para rastrear nanoestruturas no meio ambiente e em sistemas biológicos. / This work began with the functionalization of carbon nanotubes (CNT), aiming to obtain marked nanostructured materials to be applied in future impact studies of nanostructures in biological systems. An enhancement of quantum efficiency was reached in these new hybrid luminescent materials produced, wherein the nanostructured part may act as a secondary antenna, and a new class of materials was developed: Light Conversion Nanostructured Device (LCND). These nanodevices, using initially europium complexes, were produced by four methods: substitution, electrostatic interaction, microwave-assisted synthesis and synthesis using reflux. The LCNDs were characterized by spectroscopic techniques of Infrared, Raman and Luminescence. In order to observe the morphology of the new hybrid material, it was used Scanning Electron Microscopy (SEM). Infrared spectra showed the presence of the organic ligands used for synthesis of the complex. Raman spectroscopy indicated the CNTs modification, by the ratio between the bands and its shifts. Luminescence spectra showed narrow bands, characteristics of the europium ion. The luminescence lifetime calculations were performed as well as quantum efficiency and the radiative and non-radiative rates, for comparative analyzes on all systems. The LCNDs presenting higher luminescence lifetime were obtained using microwave and reflux, with oxadiazol and phenanthroline as ligands. The microscopy images allowed verifying the coating of nanotubes, uniform in most samples, as well as the presence of crystals of the complex. The first impact tests in biological systems were performed using microcrustaceans of Artemia salina species, fed with microalgae sonicated with the nanostructures, and the changes of artemia behavior was observed as a function of the employed functionalization. At the end of the experiments, it was observed artemia in advanced stage of development, which suggests biocompatibility. Furthermore, no toxicity was observed with LCNDs when undergoing stem cells assays. It was found that the CNT may act as a nanostructured antenna, in the way defined in the Light Conversion Molecular Devices (LCMD) proposed by J.-M. Lehn, improving the luminescent properties of the molecular devices. The new class of nanodevices developed here, presents potential to be applied as the active part of sensors, as well as to track nanostructures on the environment and in biological systems.
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Marcadores luminescentes para identificação de resíduos de tiro: síntese, avaliação da toxicidade e aplicação da rede metal-orgânica [Ln(BTC)]

LUCENA, Marcella Auxiliadora de Melo 26 July 2016 (has links)
Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2017-03-24T17:20:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese MAML BIBLIOTECA.pdf: 9163873 bytes, checksum: a3dedf9afddd54463bad724f48c71013 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-24T17:20:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese MAML BIBLIOTECA.pdf: 9163873 bytes, checksum: a3dedf9afddd54463bad724f48c71013 (MD5) Previous issue date: 2016-07-26 / CAPES / Resíduos de tiro (GSR) são evidências físicas de grande valor forense em casos envolvendo o uso de armas de fogo. Mas apesar de sua importância, existe uma carência metodológica para a caracterização do GSR proveniente de munição ambiental (NTA). Adicionalmente, o tamanho micrométrico das partículas geradas torna sua detecção em uma cena de crime ou em um suspeito uma tarefa difícil, podendo originar falsos-negativos. Neste sentido, tem sido proposto o uso de materiais luminescentes para a marcação química e óptica de munições. O presente trabalho aborda o desenvolvimento de marcadores luminescentes baseados na rede metal-orgânica (MOF) [Ln(BTC)] (em que BTC = ácido trimésico), desde a sua síntese, aplicação e avaliação da toxicidade, assim como seu uso na codificação de munição e sua caracterização junto aos resíduos orgânicos de disparo (OGSR). Por isto, este trabalho é dividido em cinco capítulos. No primeiro são discutidos aspectos relativos à síntese da MOF [Eu(BTC)] e à sua influência nas propriedades estruturais, térmicas e espectroscópicas dessa rede. Para tal, os métodos de síntese hidrotermal convencional e hidrotermal assistido por micro-ondas (MW), com diferentes tempos de síntese e proporções metal:ligante, são analisados. Com os métodos adotados, a MOF [Eu(BTC)] foi obtida com elevada cristalinidade, estabilidade térmica e luminescência. Adicionalmente, sínteses mais curtas e proporção metal:ligante 1:1 produziram redes com maior pureza de fase. Neste caso, o método assistido por micro-ondas se destacou devido ao rápido tempo de síntese. No segundo capítulo é apresentada a eficiência dessa MOF como marcador luminescente de munições. Com esta rede, além da detecção visual dos resíduos luminescentes (LGSR), técnicas como espectroscopia de emissão e microscopia eletrônica de varredura acoplada a espectroscopia por dispersão de energia (MEV/EDS) foram usadas para caracterizar e confirmar a presença do LGSR nos resíduos coletados, tanto da arma como das mãos do atirador. No terceiro capítulo são apresentados os dados relativos à avaliação da toxicidade oral aguda e subaguda da MOF [Eu(BTC)] em ratos. Para avaliação da toxicidade aguda, o protocolo 423 da OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development) foi utilizado. Como resultado, nenhum sinal de toxicidade foi observado até mesmo para a dosagem mais elevada, e a dose letal média (DL50) foi estimada em 5000 mg/kg. Com isto, a MOF [Eu(BTC)] foi classificada na categoria menos tóxica do GHS (Globally Harmonized System). A toxicidade subaguda foi avaliada através da administração por 7 dias consecutivos de 300 mg/kg e, apesar de observados sinais graves de toxicidade, estes foram atribuídos à aspiração do material particulado para o pulmão, e não a toxicidade do marcador. Estes resultados atribuem a MOF [Eu(BTC)] uma elevada margem de segurança para aplicação como marcador de GSR. No quarto capítulo é proposto um método de codificação de munição baseado no uso de marcadores co-dopados [Y1-xLnx(BTC)] com os íons Eu3+, Sm3+, Tb3+ e/ou Yb3+. Após a realização de disparos, o marcador utilizado em cada munição foi identificado por MEV/EDS em função da composição química dos resíduos em 100% dos casos (sem que o analista tivesse conhecimento do marcador presente em cada munição). Além disso, foi possível estabelecer correlações atirador-arma-local do disparo através da composição dos resíduos em 89% dos casos. E no último capítulo é abordada a caracterização simultânea dos resíduos orgânicos e luminescentes por meio da microscopia Raman. Com a metodologia proposta, através de uma única medida foi possível determinar o tipo de marcador e pólvora utilizados, fornecendo um código muito seguro para caracterização e classificação inequívoca dos resíduos como provenientes de disparo de arma de fogo. Além disso, o LGSR atuou como sonda luminescente ajudando a coletar o OGSR em distâncias acima daquelas normalmente abordadas na literatura. / Gunshot residue (GSR) are physical evidences of great forensic value in firearms-related crimes. Despite its importance, there is a methodologic need for the characterization of GSR from non-toxic ammunition (NTA). In addition, the micrometric size of the generated particles makes its detection in a crime scene or on a suspect a hard task, which may produce false-negatives. In this sense, the use of luminescent materials has been proposed for chemical and optical marking of ammunition. This work presents the development of luminescent markers based on the metal-organic framework (MOF) [Ln(BTC)], since its synthesis, application and toxicity evaluation, as well as its ability to encode ammunitions and its simultaneous characterization with the organic gunshot residue (OGSR). Hence, this work is divided in five chapters. In the first chapter, aspects related to the synthesis of the MOF [Eu(BTC)] and its influence on the structural, thermal and spectroscopic properties are discussed. To this end, conventional hydrothermal synthesis and microwave(MW)-assisted hydrothermal synthesis, with different reaction times and metal:ligand proportions are analyzed. With the chosen methods, the MOF [Eu(BTC)] was obtained with high crystallinity, thermal stability and luminescence. However, faster synthesis and 1:1 metal:ligand proportion produced frameworks with higher phase purity. In this case, the MW-assisted method stood out due to the faster reaction time. In the second chapter, the efficiency of the MOF [Eu(BTC)] as a luminescent marker for ammunition is presented. With this framework, besides visual detection of the luminescent residues (LGSR), techniques as emission spectroscopy and scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy (MEV/EDS) were used to characterize and confirm the presence of LGSR in the residues collected, both on the gun and in the shooter’s hand. In the third chapter, data related to the evaluation of acute and subacute oral toxicity of the MOF [Eu(BTC)] in rats is presented. For evaluation of acute oral toxicity, the OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development) 423 guideline was used. As a result, no signs of toxicity was observed even at the highest dose, and the median lethal dose (LD50) estimated was 5000 mg/Kg. There by, the MOF [Eu(BTC)] was classified in the less toxic category of GHS (Globally Harmonized System). The subacute toxicity was evaluated by consecutive administration of 300 mg/Kg for 7 days and, despite severe toxicity signs were observed, they were attributed to the aspiration of the particulate material into the lungs, but not to the marker’s toxicity. These results give a high safety margin for application of this MOF as a GSR marker. In the fourth chapter an ammunition encoding method is proposed based on the use of the co-doped markers [Y1-xLnx(BTC)] with the ions Eu3+, Sm3+, Tb3+ and/or Yb3+. After shots, the markers used in each ammunition was identified by SEM/EDS due the chemical composition of the residues, in 100% of the cases (without the analyst’s knowledge of which marker was present in each ammunition). Furthermore, shooter-weapon-location correlations was established by the composition of the residues in 89% of the cases. And in the last chapter the simultaneously characterization of the organic and luminescent residues was performed by Raman microscopy. With the proposed methodology, the type of marker and gunpowder used were identified by a single run, providing a security code for its characterization and the unequivocal classification of the residues as coming from firearm discharge. Furthermore, the LGSR acted as a luminescent probe, helping to collect the OGSR further than those reported in the literature.

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