Neste trabalho foram realizados estudos eletroquímicos com complexos de rutênio do tipo trans-[Ru(NH3)4L1L2]n+, aos quais se coordenam ligantes apropriados visando à modelagem de estruturas capazes de atuar como \"captadoras\" de NO. A síntese e caracterização desses complexos foram feitas pelo grupo de pesquisa do Professor Dr. Douglas Wagner Franco, IQSC-USP. Estes complexos foram adequadamente imobilizados em eletrodos e microeletrodos de ouro com filme de óxido de molibdênio. Com isso, foi desenvolvido um sensor eletroquímico para NO em solução aquosa de tampão fosfato, simulando o pH fisiológico (pH ˜7,4). Os eletrodos modificados foram empregados na quantificação de NO em amostras de albumina bovina com peroxidonitrito na presença de tempo, verificando-se a produção de NO nesse meio. Essas amostras foram fornecidas pela Professora Dra Ohara Augusto, IQ-USP São Paulo. Os estudos referentes os complexos de rutênio visaram principalmente à determinação da velocidade de liberação do NO desses complexos, através do mecanismo EC. Para isso, utilizaram-se duas técnicas eletroquímicas, cronoamperometria de duplo degrau de potencial e voltametria com eletrodo rotativo de disco-anel. Além dos complexos coordenados com o ligante NO foram estudados complexos coordenados com o ligante sulfato. Os resultados obtidos pelas duas técnicas eletroquímicas foram concordantes, e estavam de acordo com o esperado, mediante aos estudos prévios realizados pelo grupo do Professor Dr. Douglas Wagner Franco. As constantes de velocidades encontradas situaram-se - na faixa de 10 a 10-3 s-1. Essas variações estão relacionadas com as propriedades químicas de cada ligante. Outro estudo eletroquímico realizado com a molécula de óxido nítrico em solução de tampão fosfato (pH ˜7,4) foi feito no intuito de determinar a concentração exata de uma solução saturada de NO. Para isso, utilizou-se a técnica de cronamperometria, com eletrodo de trabalho um microeletrodo de platina de raio igual a 25 µm. A concentração da solução saturada de NO, foi de (2,1 ± 0,3) mmolL-1. Os resultados da concentração foram confirmados pelo método clássico titulação volumétrica, no qual obteve-se o valor da concentração de (1,95 ± 0,02) mmolL-1. Esses resultados estão de acordo com resultados descritos na literatura. / The trans-[Ru(NH3)4NOL]3+ (L = 4-NH2py, Him, L-hist, 4-pic, py, 4-Clpy, nia, isn, 4-CNpy and pz) complexes were eletrochemically investigated by using double potencial step chronoamperometry and rotating ring-disc electrode voltammetry. Values for the rate of NO substitution by water molecule ranged from 0.02 s-1 (4-pic) to 0.34 s-1 (pz) at 25ºC. Gold surfaces were modified with an electrochemically deposited layer of non-stoichiometric molybdenum oxides. At these surfaces, trans-[Ru(III)(NH3)4(4pic)SO4]+ complex was incorporated in a controlled way by cycling consecutively the potential in the range +0.50 to -0.25 V at pH ˜ 3. Very reproducible voltammetric curves corresponding to the electrochemical process of the ruthenium complex were obtained, confirming the immobilisation of the material into the molybdenum oxide film. The anodic oxidation of nitric oxide at physiological pH ˜7.4 in phosphate buffer was investigated at the modified electrode containing the molybdenum oxide + trans-[Ru(III)(NH3)4(4pic)SO4]+ complex and an enhancement in the current response was observed compared to the signal at a bare electrode. The rate for NO electrochemical oxidation was dependent on the amount of catalytic ruthenium sites dispersed into the molybdenum oxide film, suggesting the participation of the metallic ion in an out-sphere mechanism. A linear relationship between current signals measured by square wave voltammetry and NO concentration was obtained in the 0 to 10 µM range. The applicability of the modified electrode as a sensor for real-time NO monitoring was also demonstrated.

Duas metodologias distintas foram desenvolvidas para a determinação de chumbo em Resíduos de Disparos de Armas de Fogo (RDAF) utilizando microeletrodo de ouro. Na primeira delas, a superfície eletródica foi modificada com filme de bismuto em meio alcalino (pH = 13) e na outra as análises foram realizadas com microeletrodo não modificado em meio ácido com cloreto. Os RDAF foram coletados do alvo atingido pela bala e das mãos do atirador. Dos alvos, foi recortada uma região próxima ao orifício feito pela bala. Já para remoção dos RDAF das mãos do atirador, foi utilizado um algodão embebido em solução de EDTA 2% (m/v). Os resíduos foram submetidos a um processo de extração que consistiu em adicionar 10 mL de solução de HNO3 10% (m/m) ao frasco contendo o alvo ou o algodão com os RDAF. Em seguida, a mistura foi submetida ao ultrassom por 2 horas a uma temperatura de 60°C. As amostras provenientes dos alvos foram analisadas com o microeletrodo de ouro modificado com bismuto em meio alcalino por voltametria de redissolução anódica. Com essa metodologia, obteve-se um limite de detecção (3σ/sensibilidade) de 12,5 nmol L-1, uma faixa linear entre 40 e 6700 nmol L-1 e um desvio padrão relativo de 3,4% (n = 12). Foi possível analisar amostras provenientes de duas armas diferentes (pistola 9 mm e revólver 0.38 polegadas) e três munições distintas (normal, spl® e CleanRange®). Constatou-se um aumento da quantidade de chumbo presente nos resíduos à medida que o atirador se aproxima do alvo e que os valores dependem da arma e munição utilizadas. Com a outra metodologia as análises foram realizadas na própria solução extratora, com adição de cloreto, sem qualquer modificação da superfície eletródica. Neste caso, o limite de detecção (3σ/sensibilidade) encontrado foi de 1,7 nmol L-1, a faixa linear ficou entre 10 e 100 nmol L-1 e o desvio padrão relativo de 10 medidas foi 2,5%. Foram analisados resíduos provenientes das mãos dos atiradores de quatro diferentes armas (revólver 0.38 polegadas, espingardas calibre 12, 22 e 38) e de seis diferentes munições (CleanRange®, normal, semi-enjaquetada, 3T®, Eley® e CBC®). Os resultados obtidos com a metodologia proposta foram comparados com aqueles oriundos de análise por espectroscopia de absorção atômica e houve concordância em um nível de confiança de 95%. Foi também realizada uma análise quimiométrica das soluções contendo os RDAF. Os resultados mostraram a possibilidade de discriminação em relação à arma e munição utilizadas. Os filmes formados nas superfícies eletródicas foram estudados utilizando o Microscópio Eletroquímico de Varredura (SECM), a Microbalança Eletroquímica de Cristal de Quartzo (MECQ) e o Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV). A deposição dos filmes de bismuto, chumbo e bismuto/chumbo em meio alcalino ocorre de forma heterogênea e esses filmes reagem com oxigênio e ferricianeto. Em meio ácido, a presença do cloreto na solução de depósito do filme de chumbo provoca aumento na rugosidade do filme, com consequente melhoria no sinal analítico. Também se observou que o cloreto facilita o processo de redissolução do filme de chumbo. / Two different methodologies were developed to analyze lead from gunshot residues (GSR) with a gold microelectrode: modification of the electrode surface with a bismuth film in alkaline solution (pH = 13) and use of an unmodified gold microelectrode in acidic media with chloride. GSR were collected from cloth targets and shooters\' hand after test firing. From the targets, a region close to the bullet hole was cutted off. GSR were removed from the shooters\' hand using a cotton swab embedded in a 2% (m/v) EDTA solution. The target and the cotton swab were placed in a steril vial containing 10 mL of a 10% (m/m) HNO3 solution to extract the GSR. Then, all vials were placed in the ultrasound for 2 hours at 60°C. Samples from the targets were analyzed with a gold microelectrode modified with a bismuth film in alkaline solution by anodic stripping voltammetry with a detection limit of 12.5 nmol L-1 (3σ/slope), linear range between 40 and 6700 nmol L-1 and a relative standard deviation of 3.4% (n = 12). Two different handguns (pistoll 9 mm and a revolver 0.38 inches) and tree different ammunition (normal, spl® and CleanRange®) were analyzed and the lead amount was dependent on the gun and ammunition used in the tests. An increase in the amount of lead from the GSR was observed as the distance between the shooter and the target decreased. Lead analyses were also performed in the extraction solution with bare gold microelectrodes in the presence of chloride ions. In this case, the detection limit was 1.7 nmol L-1 (3σ/slope), the linear range lied between 10 and 100 nmol L-1 and the relative standard deviation for 10 measurements was 2.5%. GSR residues form four different guns (revolver 0.38 inches, 12 caliber pump, a repeating rifle 0.38 and a semi automatic .22 caliber rifle) and six different ammunitions (CleanRange®, normal, semi jacketed, 3T®, Eley® and CBC®) were analyzed. The results obtained with the proposed methodology were compared with those from atomic absorption spectroscopy analysis and the paired t-test student indicated that there was no significant difference between the results obtained with both methods at a 95% confidence level. A chemometric analysis was also performed and the results showed the possibility to discriminate the guns and the ammunitions used. Metallic flms formed onto the electrode surface were studied by using Scanning Electrochemial Microscopy (SECM), Electrochemical Quartz Crystal Microbalance (EQCM) and Scanning Electronic Microscopy (SEM). The deposition of bismuth, lead and bismuth/lead films in alkaline solution is heterogeneous and the films react with oxygen and ferricyanide. In acidic media, the presence of chloride ions in the depositing solution causes an increase in the film roughness and facilitates the lead film dissolution

Esta tese apresenta os achados e avanços obtidos na fabricação, caracterização e aplicação de pontas de prova eletroquímicas multifuncionais para a obtenção de informações eletroquímicas resolvidas no espaço em diversas superfícies/interfaces por meio de técnicas de microscopia de varredura de ponta de prova eletroquímica (SEPM, em inglês). Diferentes designs de pontas de prova multifuncionais foram investigados e, devido a natureza não convencional destas, novos métodos para fabricação e caracterização foram desenvolvidos. Os benefícios da utilização de pontas de prova multifuncionais para a obtenção de informações eletroquímicas resolvidas no espaço ficaram evidente durante a realização de experimentos \"prova de conceito\", onde a maior densidade de informação obtida permitiu o estudo de sistemas mais complexos e a aquisição de informações eletroquímicas livre de interferência topográfica mesmo em superfícies não planas. A hibridização de diferentes técnicas de microscopia de varredura de ponta de prova eletroquímica em uma única ponta de prova também foi investigada o que se provou extremamente útil para a aquisição de imagens eletroquímicas de alta resolução, livres de influências topográficas, quando utilizada a técnica de microscopia de condutividade iônica (SICM, em inglês) como sensor de topografia do substrato investigado. Por ultimo, uma nova técnica, baseada na microscopia de condutividade iônica, que se utiliza de pontas de prova eletroquímicas multifuncionais fabricadas a partir de uma nanopipeta de um único canal, foi desenvolvida. Esta nova técnica se mostrou extremamente ponderosa, capaz de obter informações a respeito da topografia e mapear sítios ativos sobre um substrato utilizando uma nanopipeta de um único canal com alta resolução especial e temporal a uma taxa de aproximadamente 4000 pixels por Segundo. / This thesis presents the findings and advances made on fabrication, characterization and application of multifunctional electrochemical probes to acquire space resolved electrochemical information on diverse surfaces/interfaces employing Scanning Electrochemical Probe Microscopy (SEPM) techniques. Different multifunctional probes designs were investigated and new and innovative methods for fabrication and characterization of those probes were developed, which was necessary due to the unconventional nature of most of the probes studied. The benefits of using multifunctional probes for space resolved electrochemical measurements was clear during \"proof-of-concept\" experiments, where the increased density of information allowed the study of complex systems and the acquisition of topography-free electrochemical information of rough surfaces. The hybridization of different SEPM techniques in a single probe tip was also investigated, and this was found to be extremely beneficial, especially for acquiring high-resolution, topography-free, electrochemical images employing Scanning Ion Conductance Microscopy as a topography feedback. Finally, a new SICM technique, based on the use of a multifunctional probe tip fabricated from a single barrel nanopipette, was developed. This new technique was found to be extremely powerful, capable of acquiring information on topography and map active sites over substrates using a single barrel pipette with high spatial and temporal resolution at a rate of approx. 4000 pixels per second.

O objetivo deste trabalho é estudar a corrosão do cobre e do cobre recoberto com pátina artificial de sulfato quando exposto a soluções contendo espécies agressivas tipicamente encontrados na atmosfera da cidade de São Paulo, especificamente Cl-, SO4 2- e NH4 +, adicionados, respectivamente como NaCl, Na2SO4 e (NH4)2SO4, e também investigar a estabilidade da pátina nestes meios. O comportamento eletroquímico for investigado usando a voltametria cíclica e a espectroscopia de impedância eletroquímica, enquanto a espectroscopia Raman a difração de raios-X e MEV/EDS foram utilizadas para obter informações sobre a composição química e microestrutura das amostras. A caracterização eletroquímica foi realizada utilizando eletrodos clássicos com grandes áreas expostas, um microeletrodo com cavidade e uma microcélula eletroquímica. A caracterização microestrutural e química mostrou que a estrutura da pátina era em bicamada composta de uma camada porosa externa principalmente de brocantita e uma camada interna compacta composta de óxido de cobre, o que está de acordo com a microestrutura normalmente encontrada em pátinas de sulfato formadas por exposição exterior. Os resultados dos testes eletroquímicos com os eletrodos clássicos mostraram que o comportamento do eletrodo era extremamente dependente da composição do eletrólito e que a solução contendo íons amônio é a mais agressiva tanto para o eletrodo nu como para a amostra patinada. Os experimentos com a microcélula evidenciaram a existência de domínios com diferentes atividades eletroquímicas na superfície da amostra patinada, enquanto o uso do microeletrodo com cavidade mostrou que a pátina de cobre é eletroquimicamente ativa nos três eletrólitos. / Le but de ce travail est létude de la corrosion du cuivre pur et du cuivre recouvert d\'une couche de patine artificielle développée dans une solution de sulfate. Ces études ont été menées dans des solutions contenant des espèces agressives caractéristiques de l\'atmosphère de la ville de São Paulo (Brésil), à savoir les íons chlorure, sulfate et ammonium, ajoutés respectivement sous forme de NaCl, Na2SO4 et (NH4)2SO4, afin dexaminer la stabilité de la couche de patine dans ces milieux. Le comportement électrochimique a été caractérisé au moyen de voltammétrie cyclique et par spectroscopie d\'impédance électrochimique, tandis que La spectroscopie Raman, la diffraction des rayons X et la microscopie électronique à balayage couplé à lanalyse élémentaire EDAX ont été employés pour analyser La composition chimique, structurale et microstructurale des échantillons. La caractérisation électrochimique a été réalisée soit en utilisant des électrodes classiques avec une grande surface de travail, soit en utilisant des techniques de microélectrochimie comme la microélectrode à cavité et la microcellule électrochimique. Les caractérisations microstructurales et chimiques ont révélé une structure bicouche pour la patine artificielle avec une couche externe poreuse composée principalement de brochantite et une couche interne plus compacte composée d\'oxyde de cuivre. Cette structure est conforme à celle des patines de sulfate obtenues dans conditions réelles dexpositions extérieures. Les résultats des tests électrochimiques avec les électrodes classiques ont montré que le comportement d\'électrode dépendait extrêmement de la composition d\'électrolyte et que la solution contenant des ions d\'ammonium est la plus agressive tant pour le cuivre nu que pour le cuivre recouvert dune couche de patine. Les expériences réalisées avec la microcellule ont permis de montrer l\'existence de domaines avec des activités électrochimiques très différentes sur la surface patinée, tandis que l\'utilisation de la microélectrode de cavité a montré que la patine de cuivre est électrochimiquement active dans les trois électrolytes.

A remoção de íons Cu²+ de soluções ácidas diluídas é investigada utilizando eletrodos de Pt recobertos com polipirrol previamente reduzido (PPl) e eletrodos de carbono vítreo reticulado (CVR). O estudo tem por objetivo a redução de Cu²+ sobre ppl via reação espontânea e eletroredução a -0,40 V vs. eletrodo de calomelano saturado (ECS), e a eletroredução sobre CVR. Nestes experimentos, a concentração de íons Cu²+ remanescentes na solução é monitorada por voltametria de varredura linear ou por voltametria potenciodinâmica em um ultramicroeletrodo de platina (UME). Também o monitoramento por espectrometria de absorção atômica (EAA) foi realizado nos processos de remoção por eletrodeposição. Foi mostrado que o CVR é o material mais adequado para este fim. O cobre depositado sobre platina em meio sulfúrico exibe uma, duas ou três ondas de redissolução anódica, que correspondem respectivamente à oxidação de uma camada de cobre adsorvida sobre a platina, à oxidação de um filme fino depositado sobre a camada adsorvida e à oxidação do depósito de cobre denso que cresce sobre o filme fino. Este comportamento foi evidenciado por ciclos potenciodinâmicos impostos a um UME de disco de Pt na faixa de concentrações de Cu²+ entre 10-5 e 10-4 M em meio sulfúrico. / The removal of CU²+ ions from dilute acidic solutions is studied at Pt electrodes recovered with electrically neutral polypyrrole and at reticulated vitreous carbon electrodes, in the presence of dissolved oxygen. The aim is to remove Cu²+ ions by reduction on neutra I polypyrrole both through the spontaneous reaction and by its electroreduction at -0.40 V vs. a saturated calomel electrode, and by electroreduction on reticulated vitreous carbono In these experiments the concentration of the Cu²+ ions remaining in the solution is monitored by linear scan voltammetry or by potentiodynamic voltammetry at a Pt ultramicroelectrode. Monitoring of Cu²+ ions by atomic absorption spectrometry was also performed in the electroreduction processes at neutral polypyrrole and reticulated vitreous carbono It has been shown that the best efficiency results were found for reticulated vitreous carbono Copper electrodeposited on Pt in sulphuric medium may exhibit one, two or three anodic stripping waves, which correspond respectively to the oxidation of a bulk copper deposit, a thin copper film and a copper monolayer adsorbed on pt. This behaviour has been evidenced by potentiodynamic cycles imposed to a Pt disk ultramicroelectrode in the 10-5 to 10-4 M Cu²+ concentration range in sulfuric media.

A remoção de íons Cu²+ de soluções ácidas diluídas é investigada utilizando eletrodos de Pt recobertos com polipirrol previamente reduzido (PPl) e eletrodos de carbono vítreo reticulado (CVR). O estudo tem por objetivo a redução de Cu²+ sobre ppl via reação espontânea e eletroredução a -0,40 V vs. eletrodo de calomelano saturado (ECS), e a eletroredução sobre CVR. Nestes experimentos, a concentração de íons Cu²+ remanescentes na solução é monitorada por voltametria de varredura linear ou por voltametria potenciodinâmica em um ultramicroeletrodo de platina (UME). Também o monitoramento por espectrometria de absorção atômica (EAA) foi realizado nos processos de remoção por eletrodeposição. Foi mostrado que o CVR é o material mais adequado para este fim. O cobre depositado sobre platina em meio sulfúrico exibe uma, duas ou três ondas de redissolução anódica, que correspondem respectivamente à oxidação de uma camada de cobre adsorvida sobre a platina, à oxidação de um filme fino depositado sobre a camada adsorvida e à oxidação do depósito de cobre denso que cresce sobre o filme fino. Este comportamento foi evidenciado por ciclos potenciodinâmicos impostos a um UME de disco de Pt na faixa de concentrações de Cu²+ entre 10-5 e 10-4 M em meio sulfúrico. / The removal of CU²+ ions from dilute acidic solutions is studied at Pt electrodes recovered with electrically neutral polypyrrole and at reticulated vitreous carbon electrodes, in the presence of dissolved oxygen. The aim is to remove Cu²+ ions by reduction on neutra I polypyrrole both through the spontaneous reaction and by its electroreduction at -0.40 V vs. a saturated calomel electrode, and by electroreduction on reticulated vitreous carbono In these experiments the concentration of the Cu²+ ions remaining in the solution is monitored by linear scan voltammetry or by potentiodynamic voltammetry at a Pt ultramicroelectrode. Monitoring of Cu²+ ions by atomic absorption spectrometry was also performed in the electroreduction processes at neutral polypyrrole and reticulated vitreous carbono It has been shown that the best efficiency results were found for reticulated vitreous carbono Copper electrodeposited on Pt in sulphuric medium may exhibit one, two or three anodic stripping waves, which correspond respectively to the oxidation of a bulk copper deposit, a thin copper film and a copper monolayer adsorbed on pt. This behaviour has been evidenced by potentiodynamic cycles imposed to a Pt disk ultramicroelectrode in the 10-5 to 10-4 M Cu²+ concentration range in sulfuric media.

A remoção de íons Cu²+ de soluções ácidas diluídas é investigada utilizando eletrodos de Pt recobertos com polipirrol previamente reduzido (PPl) e eletrodos de carbono vítreo reticulado (CVR). O estudo tem por objetivo a redução de Cu²+ sobre ppl via reação espontânea e eletroredução a -0,40 V vs. eletrodo de calomelano saturado (ECS), e a eletroredução sobre CVR. Nestes experimentos, a concentração de íons Cu²+ remanescentes na solução é monitorada por voltametria de varredura linear ou por voltametria potenciodinâmica em um ultramicroeletrodo de platina (UME). Também o monitoramento por espectrometria de absorção atômica (EAA) foi realizado nos processos de remoção por eletrodeposição. Foi mostrado que o CVR é o material mais adequado para este fim. O cobre depositado sobre platina em meio sulfúrico exibe uma, duas ou três ondas de redissolução anódica, que correspondem respectivamente à oxidação de uma camada de cobre adsorvida sobre a platina, à oxidação de um filme fino depositado sobre a camada adsorvida e à oxidação do depósito de cobre denso que cresce sobre o filme fino. Este comportamento foi evidenciado por ciclos potenciodinâmicos impostos a um UME de disco de Pt na faixa de concentrações de Cu²+ entre 10-5 e 10-4 M em meio sulfúrico. / The removal of CU²+ ions from dilute acidic solutions is studied at Pt electrodes recovered with electrically neutral polypyrrole and at reticulated vitreous carbon electrodes, in the presence of dissolved oxygen. The aim is to remove Cu²+ ions by reduction on neutra I polypyrrole both through the spontaneous reaction and by its electroreduction at -0.40 V vs. a saturated calomel electrode, and by electroreduction on reticulated vitreous carbono In these experiments the concentration of the Cu²+ ions remaining in the solution is monitored by linear scan voltammetry or by potentiodynamic voltammetry at a Pt ultramicroelectrode. Monitoring of Cu²+ ions by atomic absorption spectrometry was also performed in the electroreduction processes at neutral polypyrrole and reticulated vitreous carbono It has been shown that the best efficiency results were found for reticulated vitreous carbono Copper electrodeposited on Pt in sulphuric medium may exhibit one, two or three anodic stripping waves, which correspond respectively to the oxidation of a bulk copper deposit, a thin copper film and a copper monolayer adsorbed on pt. This behaviour has been evidenced by potentiodynamic cycles imposed to a Pt disk ultramicroelectrode in the 10-5 to 10-4 M Cu²+ concentration range in sulfuric media.

Neste trabalho foram realizados estudos eletroquímicos com complexos de rutênio do tipo trans-[Ru(NH3)4L1L2]n+, aos quais se coordenam ligantes apropriados visando à modelagem de estruturas capazes de atuar como \"captadoras\" de NO. A síntese e caracterização desses complexos foram feitas pelo grupo de pesquisa do Professor Dr. Douglas Wagner Franco, IQSC-USP. Estes complexos foram adequadamente imobilizados em eletrodos e microeletrodos de ouro com filme de óxido de molibdênio. Com isso, foi desenvolvido um sensor eletroquímico para NO em solução aquosa de tampão fosfato, simulando o pH fisiológico (pH ˜7,4). Os eletrodos modificados foram empregados na quantificação de NO em amostras de albumina bovina com peroxidonitrito na presença de tempo, verificando-se a produção de NO nesse meio. Essas amostras foram fornecidas pela Professora Dra Ohara Augusto, IQ-USP São Paulo. Os estudos referentes os complexos de rutênio visaram principalmente à determinação da velocidade de liberação do NO desses complexos, através do mecanismo EC. Para isso, utilizaram-se duas técnicas eletroquímicas, cronoamperometria de duplo degrau de potencial e voltametria com eletrodo rotativo de disco-anel. Além dos complexos coordenados com o ligante NO foram estudados complexos coordenados com o ligante sulfato. Os resultados obtidos pelas duas técnicas eletroquímicas foram concordantes, e estavam de acordo com o esperado, mediante aos estudos prévios realizados pelo grupo do Professor Dr. Douglas Wagner Franco. As constantes de velocidades encontradas situaram-se - na faixa de 10 a 10-3 s-1. Essas variações estão relacionadas com as propriedades químicas de cada ligante. Outro estudo eletroquímico realizado com a molécula de óxido nítrico em solução de tampão fosfato (pH ˜7,4) foi feito no intuito de determinar a concentração exata de uma solução saturada de NO. Para isso, utilizou-se a técnica de cronamperometria, com eletrodo de trabalho um microeletrodo de platina de raio igual a 25 µm. A concentração da solução saturada de NO, foi de (2,1 ± 0,3) mmolL-1. Os resultados da concentração foram confirmados pelo método clássico titulação volumétrica, no qual obteve-se o valor da concentração de (1,95 ± 0,02) mmolL-1. Esses resultados estão de acordo com resultados descritos na literatura. / The trans-[Ru(NH3)4NOL]3+ (L = 4-NH2py, Him, L-hist, 4-pic, py, 4-Clpy, nia, isn, 4-CNpy and pz) complexes were eletrochemically investigated by using double potencial step chronoamperometry and rotating ring-disc electrode voltammetry. Values for the rate of NO substitution by water molecule ranged from 0.02 s-1 (4-pic) to 0.34 s-1 (pz) at 25ºC. Gold surfaces were modified with an electrochemically deposited layer of non-stoichiometric molybdenum oxides. At these surfaces, trans-[Ru(III)(NH3)4(4pic)SO4]+ complex was incorporated in a controlled way by cycling consecutively the potential in the range +0.50 to -0.25 V at pH ˜ 3. Very reproducible voltammetric curves corresponding to the electrochemical process of the ruthenium complex were obtained, confirming the immobilisation of the material into the molybdenum oxide film. The anodic oxidation of nitric oxide at physiological pH ˜7.4 in phosphate buffer was investigated at the modified electrode containing the molybdenum oxide + trans-[Ru(III)(NH3)4(4pic)SO4]+ complex and an enhancement in the current response was observed compared to the signal at a bare electrode. The rate for NO electrochemical oxidation was dependent on the amount of catalytic ruthenium sites dispersed into the molybdenum oxide film, suggesting the participation of the metallic ion in an out-sphere mechanism. A linear relationship between current signals measured by square wave voltammetry and NO concentration was obtained in the 0 to 10 µM range. The applicability of the modified electrode as a sensor for real-time NO monitoring was also demonstrated.

The production of reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS) is a metabolic situation, observed in different physiological conditions. When their production is exacerbated, there is an efficient antioxidant system able to control and re-install the homeostasis. Oxidative stress results from an acute and chronic imbalance between the production of ROS and antioxidant capacities of living cells and organisms. In the present case, the release of bursts of ROS and RNS by individual macrophages RAW 264.7 was investigated, in real time, in absence and presence of quinones (alpha- and beta-lapachones) and ascorbic acid. A selective electrochemical detection of each ROS or RNS was conducted at platinized carbon fiber microelectrodes positioned at micrometric distances from single cells, always compared to controls. The results show that the presence of beta-lapachone with 0.1 to 100 µM, within one hour of incubation, leads to a decrease of RONS release by macrophages. Conversely, when the incubation time increases (4 hours and more), for concentrations of 1 µM of ortho-quinone, the quantity of the released species increases. Finally, the increasing of the concentration up to 10 µM with four hours of incubation and more is associated to cell death. The exact nature of the released electroactive species was characterized and the original flux could be reconstructed in terms of O2• and NO•. In the first hour, with 10 µM, the decrease of the oxidative burst concerns mainly the RNS species. The amount of ROS, quantified in terms of H2O2 was shown to be higher than in control. At concentration of 1 µM and after longer time incubation, i. e., 4 hours, the amount of ROS, quantified in terms of H2O2 and O2• and NO2- was shown to be higher than in control. It was observed which ONOO- was decreased in both situations. On the other hand, alpha-lapachone was unable to significantly increase ROS and RNS production in macrophage cells, even after 24 hours of incubation. The cytotoxic concentration observed for alpha-lapachone was ten times higher when compared with beta-lapachone. To overcome solubility and bioavailability problems with beta-lapachone, beta-cyclodextrin was used. UV/vis spectroscopy has been used to monitor the inclusion phenomena of beta-lapachone within the cavity of beta-cyclodextrin, together with studies concerning the competitive effects of ethanol concentration on this behavior. A value of 15 ± 5 M-1 was found for the association constant between beta-lapachone and beta-cyclodextrin in phosphate buffer. This clearly indicates that the equilibrium between the free and the complexed substrate is decreased in the presence of EtOH. Amperometry at platinized carbon fiber ultramicroelectrodes allowed quantitative and kinetic investigations of the overall effect of ascorbic acid on oxidative stress responses produced by single cells pertaining to two different cell lines derived from immune cells: macrophages RAW 264.7 and phagocytes PLB-985. These fine and minute amperometric measurements performed on single cells confirmed that in contradiction with its alleged universal anti-oxidant properties, ascorbic acid may affect positively or negatively the RNS content of oxidative bursts produced by each cell type, through affecting the primary production of NO• by the cells. So, vitamin C acts exclusively as an anti-oxidant (viz., reduced the primary NO• flux) onto PMA-treated PLB 985 cells, thus decreasing the quantity of RNS released by these granulocyte-type cells. Conversely, it gives rise to a prooxidant activity (viz., increased the primary NO• flux) onto RAW267.4 macrophage cells, increasing their production of RNS species. These studies demonstrate the advantage of electrochemical methods for analyzing in real-time and quantitatively the effect of pharmacologically active compounds in cells, in case of oxidative burst. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A produção de espécies reativas de oxigênio (ERO), de nitrogênio (ERN), entre outras espécies reativas, é parte integrante do metabolismo e é observada em diversas condições fisiológicas. Quando sua produção é exacerbada, o organismo dispõe de um eficiente sistema antioxidante que consegue controlar e restabelecer o equilíbrio. O estresse oxidativo resulta do desequilíbrio entre o sistema pró e antioxidante, com predomínio dos oxidantes. A liberação de ERO e ERN em macrófagos individuais da linhagem RAW 264.7 foi estudada em tempo real, em ausência e presença de quinonas (alfa- e beta-lapachonas) e de ácido ascórbico. A detecção eletroquímica seletiva de ERO e ERN, em conjunto e individualmente foi conduzida, utilizando-se microeletrodos de fibra de carbono platinizada, posicionados a distâncias micrométricas de uma célula, sempre em relação a controles. Os resultados do tratamento com beta-lapachona (0,1 a 100 µM), com 1 hora de incubação, mostram que ocorre a diminuição de ERON liberados pelos macrófagos. Contrariamente, quando o tempo de tratamento aumenta (4 e 6 horas) para a concentração de 1 µM, ocorre o aumento da quantidade de espécies reativas liberadas. Em concentração de 10 µM e com tempo de tratamento acima de 4 horas ocorre morte celular. A natureza exata das espécies eletroativas liberadas foi caracterizada e o fluxo original foi determinado em termo de O2• e NO•. No tratamento de 1 hora com 10 µM de beta-lapachona, houve diminuição do surto oxidativo relacionado principalmente às ERNs. A quantidade de ERO, em termos de H2O2 foi muito maior do que o controle. Em diferentes condições, com 1 µM com 4 horas de tratamento, a quantidade de ERO, em termos de H2O2, O2• e NO2-, foi maior que o controle. Nas duas condições, obteve-se a diminuição acentuada de ONOO-. Por outro lado, a incubação com alfa-lapachona não foi capaz de alterar significantemente a liberação de ERON pelos macrófagos, mesmo após 24 horas de tratamento. A concentração citotóxica observada para a alfa-lapachona foi dez vezes maior quando comparada com a beta-lapachona. Para contornar problemas relacionados à solubilidade e biodisponibilidade da beta-lapachona, fez-se uso da ciclodextrina. A espectroscopia no UV/Vis foi utilizada para monitorar o fenômeno de inclusão de beta-lapachona na cavidade da beta-ciclodextrina, com análise do efeito competitivo do etanol. O valor da constante de associação entre a beta-lapachona e a beta-ciclodextrina, em tampão fosfato, foi de 15 ± 5 M-1, mostrando que a presença de etanol afeta a formação do complexo. A amperometria utilizando ultramicroeletrodos de fibra de carbono platinizada permitiu investigar quantitativa e cineticamente o efeito total do ácido ascórbico no surto oxidativo produzido por células individuais pertencentes a duas diferentes linhagens derivadas de células imunes: macrófagos (RAW 264.7) e fagócitos PLB-985. Medidas amperométricas finas realizadas em células individuais confirmaram que o ácido ascórbico pode estimular ou atenuar o surto oxidativo produzido por cada linhagem celular, afetando a produção primária de NO• das células. Assim, a vitamina C reduz o fluxo primário de NO• nas células PLB-985 pré-tratadas com PMA, enquanto aumenta o fluxo primário de NO• em macrófagos RAW 264.7. Esses estudos demonstram a vantagem dos métodos eletroquímicos para analisar em tempo real e quantitativamente o efeito farmacológico de compostos ativos em células, no caso de surto oxidativo.