Orientador: Gustavo Rocha de Castro / Banca: Maria del Pilar Taboada Sotomayor / Banca: Pedro de Magalhaes Padilha / Banca: Rafael Arromba de Sousa / Banca: José Augusto da Col / Resumo: A demanda por novos sistemas de nebulização e/ou introdução de amostras mais flexíveis e, preferencialmente, de baixo fluxo com aproveitamento total da solução em espectrometria atômica surge em decorrência da necessidade de desenvolvimento de novas interfaces para a hifenação com técnicas cromatográficas, a qual está sendo empregada em estudos de especiação química em que se tem pouca disponibilidade de amostras e necessidade de incremento da sensibilidade. Além disso, existe a possibilidade de criação de novas configurações de instrumentos portáteis, redução de custos e menor geração de descartes e efluentes. Neste contexto, foram estudados dois novos sistemas de introdução de amostras: nebulização eletrônica por malha oscilante e a geração fotoquímica de vapores. Nebulizadores de malha oscilante são dispositivos eletrônicos de geração de aerossol desenvolvidos para administração de fármacos específicos para doentes de fibrose cística dos pulmões. Trata-se de um dispositivo portátil, silencioso, sem a necessidade de gás para a geração do aerossol, produzindo um aerossol formado por gotículas de distribuição uniforme (monomodal) com tamanho de partículas de 3 µm. Não há relatos na literatura que, empregando estes sistemas em espectrometria atômica, haveria um grande potencial de abertura de um novo campo de estudos. Verificou-se que nebulizadores eletrônicos permitem que sejam promovidas determinações multielementares empregando apenas 100µL de solução da amostra com grande ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The need for new systems for nebulization and / or introduction of more flexible and preferably low flow samples with full use of the solution in atomic spectrometry arises through the need to develop new interfaces for the hyphenation with chromatographic techniques, which is being used in studies of chemical speciation in which there is little availability of samples and need for increased sensitivity. In addition, there is the possibility of creating new configurations of portable instruments, reducing costs and less generation of discards and effluents. In this context, two new systems of sample introduction were studied: electronic nebulization by vibrating mesh membrane and the photochemical generation of vapors. Vibrating mesh membrane nebulizers are electronic aerosol generation devices developed for administration of specific drugs to cystic fibrosis patients of the lungs. It is a portable, quiet device without the need for gas to generate the aerosol, producing an aerosol formed by uniformly distributed (monomodal) droplets with a particle size of 3 μm. There are no reports in the literature that, employing these systems in atomic spectrometry, there would be great potential for opening up a new field of study. It was verified that electronic nebulizers allow multielement determinations to be promoted employing only 100μL of sample solution with great increase of sensitivity, being able to vary between 10 until 200 times, depending on the element and wavelength. The... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Mario Henrique Gonzalez / Coorientador: Ana Rita de A. Nogueira / Banca: Márcia Cristina Bisinoti / Banca: Edilene Cristina Ferreira / Resumo: O mercado de pescados no Brasil tem se expandido muito nos últimos anos e com previsão de um crescimento ainda maior. A busca crescente por essa fonte de alimento no país leva à uma preocupação associada a qualidade do pescado, principalmente se tratando de metais tóxicos presentes nas águas e sedimentos dos rios. Os peixes, assim como outros frutos do mar, têm a capacidade de bioacumular estes metais em seu organismo, seja por contato direto ou indireto. O arsênio é um destes contaminantes e está presente naturalmente em águas e sedimentos, e também advindo de atividades antropogênicas como queima de combustíveis fósseis e agrotóxicos. A concentração de arsênio total nos principais tecidos da tilápia foram determinados e uma estimativa dos riscos associados ao consumo deste peixe na região Noroeste de São Paulo foi realizada, levando em conta as diretrizes estabelecidas pela FAO/OMS. As análises foram realizadas por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) no modo de discriminação de energia cinética (KED). Materiais de referência certificados foram analisados com recuperações de 101, 110 e 80% de NIST 1640a, NIST 1566b e DORM-3, respectivamente. Na parte consumível (o tecido muscular dos peixes), a concentração média encontrada foi de 0,030 ± 0,008 μg g-1, que é inferior ao valor máximo permitido de arsênio estabelecido pelas agências reguladoras nacionais e internacionais. A concentração média encontrada nas vísceras (estômago, brânquias e fígado... / Abstract: Seafood market in Brazil has expanded greatly in recent years and is expected to grow even more. The search for this food source in the country leads to a concern associated with the quality of the fish, mainly by the treatment of toxic metals in the waters and sediments of the rivers. Fish, like other seafood, have the ability to bioaccumulate these metals in your body by direct or indirect contact. Arsenic is one of these contaminants and is naturally present in waters and sediments, as well as from anthropogenic activities such as the burning of fossil fuels and agrochemicals. The concentration of total arsenic in the main tissues of tilapia were evaluated and an estimation of the risks associated with the consumption of this fish was done, taking into account the guidelines established by FAO/WHO. The analyses were performed by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) in kinetic energy discrimination mode (KED). Certified reference materials were analyzed with recoveries of 101, 110, and 80% from NIST 1640a, NIST 1566b, and DORM-3 respectively. In the consumable portion (the muscle fish tissue), the average concentration found was 0,030 ± 0,008 µg g-1 which it is below the arsenic maximum level established by international regulatory agencies. The mean concentration found in the viscera (stomach, gills and liver) was in the range of 0,016 - 1,170 μg g-1, demonstrating a higher bioaccumulation capacity of arsenic. Bioaccumulation tests were performed with As(III) (most toxic arsenic species) with laboratory grown tilapia. The assay was divided into 7 days of exposure and 7 days of clearance to the contaminant. The results demonstrated that the stomach and liver play an important role in the absorption and accumulation of this semimetal present in contaminated water. The estimation of the toxicokinetic parameters (absorption, depuration and Bioconcentration ... / Mestre

Orientador: Gustavo Henrique de Almeida Teixeira / Coorientador: Vivian da Silva Santos / Banca: José Dalton Cruz Pessoa / Banca: José Fernando Durigan / Resumo: O palmiteiro juçara (Euterpe edulis Mart.) é endêmico do bioma conhecido por Mata Atlântica, sendo seus frutos semelhantes ao do açaizeiro (Euterpe oleracea Mart.), porém mais ricos em antocianinas e em alguns elementos químicos, o que os tornam um importante produto para a alimentação das comunidades tradicionais. Todavia, durante o processamento, os frutos passam por diferentes etapas para a extração de sua polpa, o que podem afetar a bioacessibilidade dos micronutrientes. Objetivos: O objetivo geral deste trabalho foi verificar a bioacessibilidade de micronutrientes no mesocarpo dos frutos e polpa de juçara e, por objetivos específicos: i. verificar o efeito das diferentes etapas do processamento na bioacessibilidade dos micronutrientes presentes no mesocarpo dos frutos e polpa de juçara ii. determinar a bioacessibilidade in vitro dos micronutrientes pelo método da digestão gastrointestinal (IVG) seguida de análise por espectrômetro de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES). Métodos: Em cada etapa do processamento foi colhido o mesocarpo dos frutos e/ou polpa para a determinação da bioacessibilidade dos micronutrientes utilizando o método da digestão gastrointestial in vitro (IVG). Os elementos cálcio (Ca), magnésio (Mg), ferro (Fe), manganês (Mn), cobre (Cu) e zinco (Zn) foram determinados por ICP-OES. O experimento foi conduzido segundo um delineamento em blocos casualizado (DBC), onde os blocos foram constituídos pelas origens (Uba... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Juçara palm tree (Euterpe edulis Mart.) is endemic from a biome know as Atlantic Forest, and its fruit are similar to açaí (Euterpe oleracea Mart.), but richer in anthocyanin and chemical elements, which make them a important food produce for the local population. However, during its processing, the fruit are subjected to different unit operation to extract their pulp and it can affect the chemical elements biaccessibility. Objectives: The general object of this study was to verify the chemical elements bioaccessibility in fruit and juçara pulp and, the specific objectives were: i. verify if the different unit operations affect the chemical elements bioaccessibility, and ii. determine the in vitro chemical elements bioacessibiity using the in vitro gastrointestinal method (IVG) followed by ICP-OES determination. Methods: For each unit operation during juçara processing fruit and/or pulp were collected to determine the chemical elements bioacessibility using the in vitro gastrointestinal method (IVG). It was determined the chemical elements Ca, Mg, Fe, Mn, Cu and Zn using Inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES). The experiment was conducted according to randomized complete blocks design (CBD), where the blocks were constituted by the origens (Ubatuba I, Ubatuba II, Jaboticabal I, Jaboticabal II and Américo Brasiliense) with four treatments (i. fresh harvested fruits, ii. fruits which were washed, iii. fruits after softened in water, iv. processed pulp). Results: It was not possible to determine the bioaccessibility of Ca and Zn. The chemical elements Mg, Mn, Cu, and Fe bioaccessibility reduced during processing. Conclusion: Juçara fruit processing affected the content and bioaccessibility of the chemical elements, and it was observed a sharp increment in the content of macro and microelements... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O objetivo deste estudo foi avaliar parâmetros para o desenvolvimento de métodos visando à determinação elementar em alumina, cimento e quartzo por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) com amostragem de suspensão. Alguns elementos foram investigados como possíveis candidatos a padrões internos (PIs) Be, Dy, Gd, In, La, Sc, Y, Yb eTl. Amostras de material de referência certificado (CRM) de alumina (Alumina Reduction Grade 699), de cimento Portland (1889a Blended with Limestone e 1886a White Portland cement with low iron) do National Institute of Standard and Technology (NIST), e amostras de quartzo, cedidos pelo Departamento de Física da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), denominados T-4FI, T-2FI e T-4GR, foram utilizadas na otimização instrumental, no desenvolvimento e na avaliação da exatidão do método. Nanopartículas de sílica de alta pureza (Wacker HDK® T40), Wacker Chemie AG foram utilizadas no estudo de adsorção dos elementos e padrões internos como proposta de produção de material calibrante para a análise direta de sólidos. Para a escolha dos PIs foram construídos gráficos de correlação usando valores de potenciais de excitação, energias de ionização e temperaturas de fusão dos analitos e dos candidatos a PIs. Análise exploratória por agrupamentos hierárquicos (HCA) e análise dos componentes principais (PCA), também foram realizadas. A avaliação de desempenho do ICP OES foi feita em meio das suspensões das amostras a partir do estabelecimento de figuras de mérito como sensibilidade, robustez, seletividade e repetibilidade. Na otimização do foram considerados os parâmetros potência, vazão de nebulização e vazão de gás auxiliar. A determinação de Ca, Fe, Ga, Na, Si e Zn em alumina foi feita após dissolução em forno de micro-ondas com posterior precipitação do Al(III) com NH3. O uso de padrão interno foi essencial para a exatidão do método, com recuperações do CRM que variaram de 83 a 117%. Para a matriz cimento foram avaliados o efeito da concentração de ácido nítrico na extração dos analitos ( Al, Ca, Cr, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, S, Si, Sr, Ti e Zn) e na adsorção dos elementos candidatos a PIs (Be, Sc, In, Dy). As determinações por suspensão e uso de padrão interno (exceto para Cr, S e Zn), com 0,5% v v-1 de HNO3, nebulizador Burgener e condições robustas do ICP geraram resultados com recuperações entre 68 e 119%. As determinações de Al, Ba, Cr, Fe, K, Li, Mg, Na, Sr e Ti em quartzo foram executadas com introdução de suspensão e ausência de padrão interno, usando condições do ICP similares àquelas adotadas na determinação elementar para matriz de cimento. Nesse caso as recuperações variaram de 90 a 107%. A adsorção dos analitos e padrões internos sobre as nanopartículas de sílica pode ser uma alternativa para a preparação de padrões de calibração quando se deseja realizar a introdução direta do material sólido em suspensão. / The aim of this study was to evaluate parameters for the development of methods for elements determination in alumina, cement and quartz by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) with slurry sampling. Some elements were investigated as candidates for internal standards (ISs) Be, Dy, Gd, In, La, Sc, Y, Yb and Tl. Samples of certified reference material (CRM) of alumina (Alumina Reduction Grade - 699), Portland cement (blended with the 1889a and 1886a Limestone White Portland cement with low iron) from the National Institute of Standards and Technology (NIST), and quartz samples, suplied by the Department of Physics from Federal University of São Carlos (UFSCar), named T-4FI, T-2FI and T4GR were used to optimize instrumental, method development and accuracy evaluation of the method. Nanoparticles of high purity silica (Wacker HDK T40 ®), Wacker Chemie AG were used in the study adsorption of the analytes and internal standards as calibrating material for direct analysis of solids. Correlation graphs using excitation potentials, ionization energies and melting point temperatures were used for chosing the best ISs. Exploratory analysis using hierarchical cluster analysis (HCA) and principal component analysis (PCA) were also performed. Optimization of ICP OES was performed in aqueous and slurry samples to establishment figures of merit, such as sensitivity, robustness, selectivity and repeatability. In the optimization of ICP, power supply, nebulizer flow rate and auxiliary gas flow rate were considered. The determination of Ca, Fe, Ga, In, Si and Zn in alumina was made after decomposition in a microwave oven with subsequent precipitation of Al(III) with NH3 gas. The internal standard was essential to obtain the accuracy of the method, with recoveries of CRM analysis ranging from 83 to 117%. For the cement analysis was evaluated the effect of nitric acid concentration over analytes extraction (Al, Ca, Cr, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, S, Si, Sr, Ti and Zn) and ISs candidate adsorption (Be, Sc, In and Dy). Determinations of the elements in cement slurry with the internal standard (except for Cr and Zn), with 0.5% v v-1 HNO3, nebulizer Burgener and robust conditions of ICP produced results with recoveries between 68 and 119%. The determinations of Al, Ba, Cr, Fe, K, Li, Mg, Na, Sr and Ti in quartz were performed with the slurry introduction and without of internal standard, using similar conditions of those adopted for cement matrix. In this case the recoveries ranged from 90 to 107% with addition and recovery test. The adsorption of the analytes and internal standards on silica nanoparticles could be an alternative for the preparation of calibration standards when considering performing the direct introduction of solid material.

O objetivo deste estudo foi avaliar parâmetros para o desenvolvimento de métodos visando à determinação elementar em alumina, cimento e quartzo por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) com amostragem de suspensão. Alguns elementos foram investigados como possíveis candidatos a padrões internos (PIs) Be, Dy, Gd, In, La, Sc, Y, Yb eTl. Amostras de material de referência certificado (CRM) de alumina (Alumina Reduction Grade 699), de cimento Portland (1889a Blended with Limestone e 1886a White Portland cement with low iron) do National Institute of Standard and Technology (NIST), e amostras de quartzo, cedidos pelo Departamento de Física da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), denominados T-4FI, T-2FI e T-4GR, foram utilizadas na otimização instrumental, no desenvolvimento e na avaliação da exatidão do método. Nanopartículas de sílica de alta pureza (Wacker HDK® T40), Wacker Chemie AG foram utilizadas no estudo de adsorção dos elementos e padrões internos como proposta de produção de material calibrante para a análise direta de sólidos. Para a escolha dos PIs foram construídos gráficos de correlação usando valores de potenciais de excitação, energias de ionização e temperaturas de fusão dos analitos e dos candidatos a PIs. Análise exploratória por agrupamentos hierárquicos (HCA) e análise dos componentes principais (PCA), também foram realizadas. A avaliação de desempenho do ICP OES foi feita em meio das suspensões das amostras a partir do estabelecimento de figuras de mérito como sensibilidade, robustez, seletividade e repetibilidade. Na otimização do foram considerados os parâmetros potência, vazão de nebulização e vazão de gás auxiliar. A determinação de Ca, Fe, Ga, Na, Si e Zn em alumina foi feita após dissolução em forno de micro-ondas com posterior precipitação do Al(III) com NH3. O uso de padrão interno foi essencial para a exatidão do método, com recuperações do CRM que variaram de 83 a 117%. Para a matriz cimento foram avaliados o efeito da concentração de ácido nítrico na extração dos analitos ( Al, Ca, Cr, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, S, Si, Sr, Ti e Zn) e na adsorção dos elementos candidatos a PIs (Be, Sc, In, Dy). As determinações por suspensão e uso de padrão interno (exceto para Cr, S e Zn), com 0,5% v v-1 de HNO3, nebulizador Burgener e condições robustas do ICP geraram resultados com recuperações entre 68 e 119%. As determinações de Al, Ba, Cr, Fe, K, Li, Mg, Na, Sr e Ti em quartzo foram executadas com introdução de suspensão e ausência de padrão interno, usando condições do ICP similares àquelas adotadas na determinação elementar para matriz de cimento. Nesse caso as recuperações variaram de 90 a 107%. A adsorção dos analitos e padrões internos sobre as nanopartículas de sílica pode ser uma alternativa para a preparação de padrões de calibração quando se deseja realizar a introdução direta do material sólido em suspensão. / The aim of this study was to evaluate parameters for the development of methods for elements determination in alumina, cement and quartz by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) with slurry sampling. Some elements were investigated as candidates for internal standards (ISs) Be, Dy, Gd, In, La, Sc, Y, Yb and Tl. Samples of certified reference material (CRM) of alumina (Alumina Reduction Grade - 699), Portland cement (blended with the 1889a and 1886a Limestone White Portland cement with low iron) from the National Institute of Standards and Technology (NIST), and quartz samples, suplied by the Department of Physics from Federal University of São Carlos (UFSCar), named T-4FI, T-2FI and T4GR were used to optimize instrumental, method development and accuracy evaluation of the method. Nanoparticles of high purity silica (Wacker HDK T40 ®), Wacker Chemie AG were used in the study adsorption of the analytes and internal standards as calibrating material for direct analysis of solids. Correlation graphs using excitation potentials, ionization energies and melting point temperatures were used for chosing the best ISs. Exploratory analysis using hierarchical cluster analysis (HCA) and principal component analysis (PCA) were also performed. Optimization of ICP OES was performed in aqueous and slurry samples to establishment figures of merit, such as sensitivity, robustness, selectivity and repeatability. In the optimization of ICP, power supply, nebulizer flow rate and auxiliary gas flow rate were considered. The determination of Ca, Fe, Ga, In, Si and Zn in alumina was made after decomposition in a microwave oven with subsequent precipitation of Al(III) with NH3 gas. The internal standard was essential to obtain the accuracy of the method, with recoveries of CRM analysis ranging from 83 to 117%. For the cement analysis was evaluated the effect of nitric acid concentration over analytes extraction (Al, Ca, Cr, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, S, Si, Sr, Ti and Zn) and ISs candidate adsorption (Be, Sc, In and Dy). Determinations of the elements in cement slurry with the internal standard (except for Cr and Zn), with 0.5% v v-1 HNO3, nebulizer Burgener and robust conditions of ICP produced results with recoveries between 68 and 119%. The determinations of Al, Ba, Cr, Fe, K, Li, Mg, Na, Sr and Ti in quartz were performed with the slurry introduction and without of internal standard, using similar conditions of those adopted for cement matrix. In this case the recoveries ranged from 90 to 107% with addition and recovery test. The adsorption of the analytes and internal standards on silica nanoparticles could be an alternative for the preparation of calibration standards when considering performing the direct introduction of solid material.

Neste trabalho, a decomposição por via úmida em sistema fechado assistida por radiação micro-ondas (MW-AD) e a decomposição por via úmida em sistema fechado assistida por radiação micro-ondas e ultravioleta (MW-UV) foram avaliadas para amostras comerciais de biodiesel para posterior determinação de Ba, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, V e Zn por espectrometria de massa com setor eletromagnético com plasma indutivamente acoplado (SF-ICP-MS). A MW-AD empregando ácido diluído foi primeiramente avaliada sendo possível a decomposição de até 700 mg de biodiesel com HNO3 7 mol L-1 e 2 mL de H2O2 30% (m/m). As soluções finais apresentaram teor de carbono residual (RCC) de 8,7% e acidez residual (RA) de 4%. Posteriormente, com o objetivo de obter maior eficiência de decomposição, o método MW-UV foi avaliado para a decomposição de biodiesel. Com o emprego deste método até 950 mg de amostra foram decompostas com HNO3 7 mol L-1 e soluções finais com RCC de 17,4% e RA de 19,3% foram obtidas. As soluções finais, para ambos os métodos, foram adequadas para a determinação de elementos traço por SF-ICP-MS. Possíveis interferências na etapa de determinação dos analitos, causadas pela presença de carbono residual, foram estudadas através do emprego de padrão interno 115In e de ensaios de recuperação de analito para monitorar a formação de espécies poliatômicas no plasma. Os resultados obtidos mostraram a necessidade da utilização de padrão interno, sendo o instrumento operado no modo de baixa resolução para a determinação da maioria dos analitos, com exceção de 52Cr, para o qual o instrumento foi operado no modo de média resolução. A exatidão dos métodos propostos foi avaliada mediante a análise de material de referência certificado, obtendo-se resultados concordantes, com nível de confiança de 95% (teste t-student), com os valores certificados para a maioria dos elementos. Ensaios de adição de analito também foram feitos para a avaliação da exatidão e recuperações de 92 à 109% foram obtidas. Os limites de detecção (LD) obtidos para o método MW-UV foram inferiores aos obtidos para MW-AD, na faixa de 0,08 a 6,9 ng g-1 e 1,0 a 14 ng g-1, respectivamente. / In this work, the microwave-assisted digestion (MW-AD) and microwave-assisted ultraviolet digestion (MW-UV) were evaluated for commercial biodiesel samples for subsequent determination of Ba, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, V and Zn by sector field inductively coupled plasma mass spectrometry (SF-ICP-MS). Using the MW-AD method with diluted acid up to 700 mg of biodiesel were digested with 7 mol L-1 HNO3 and 2 mL of 30% (w/w) H2O2. Final solutions presented residual carbon content (RCC) of 8.7% and residual acidity (RA) of 4%. In order to improve the digestion efficiency, the MW-UV method was evaluated for biodiesel digestion. Using MW-UV method up to 950 mg of sample were digested with 7 mol L-1 HNO3 and the final solutions with RCC of 17.4% and RA of 19.3% were obtained. The final solutions obtained for both methods were suitable for the determination of trace elements by SF-ICP-MS. Interferences in the determination step were studied using 115In as internal standard and analyte recovery to monitor the formation of polyatomic species in the plasma. The low resolution mode was used for the determination of almost of the analytes with the exception of 52Cr that was determine using medium resolution mode. Accuracy of the investigated methods were evaluated by analysis of certified reference material and the values obtained were in agreement with 95% confidence level (t-student test) with the certified values for all elements. Analyte recovery was also performed to evaluate the accuracy and recoveries of 92 to 109% were obtained. The limits of detection (LOD) obtained by the MW-UV method were lower than MW-AD method and are in the range of 0.08 to 6.9 ng g -1 and 1.0 to 14 ng g -1, respectively.

Neste trabalho, a decomposição por via úmida em sistema fechado assistida por radiação micro-ondas (MW-AD) e a decomposição por via úmida em sistema fechado assistida por radiação micro-ondas e ultravioleta (MW-UV) foram avaliadas para amostras comerciais de biodiesel para posterior determinação de Ba, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, V e Zn por espectrometria de massa com setor eletromagnético com plasma indutivamente acoplado (SF-ICP-MS). A MW-AD empregando ácido diluído foi primeiramente avaliada sendo possível a decomposição de até 700 mg de biodiesel com HNO3 7 mol L-1 e 2 mL de H2O2 30% (m/m). As soluções finais apresentaram teor de carbono residual (RCC) de 8,7% e acidez residual (RA) de 4%. Posteriormente, com o objetivo de obter maior eficiência de decomposição, o método MW-UV foi avaliado para a decomposição de biodiesel. Com o emprego deste método até 950 mg de amostra foram decompostas com HNO3 7 mol L-1 e soluções finais com RCC de 17,4% e RA de 19,3% foram obtidas. As soluções finais, para ambos os métodos, foram adequadas para a determinação de elementos traço por SF-ICP-MS. Possíveis interferências na etapa de determinação dos analitos, causadas pela presença de carbono residual, foram estudadas através do emprego de padrão interno 115In e de ensaios de recuperação de analito para monitorar a formação de espécies poliatômicas no plasma. Os resultados obtidos mostraram a necessidade da utilização de padrão interno, sendo o instrumento operado no modo de baixa resolução para a determinação da maioria dos analitos, com exceção de 52Cr, para o qual o instrumento foi operado no modo de média resolução. A exatidão dos métodos propostos foi avaliada mediante a análise de material de referência certificado, obtendo-se resultados concordantes, com nível de confiança de 95% (teste t-student), com os valores certificados para a maioria dos elementos. Ensaios de adição de analito também foram feitos para a avaliação da exatidão e recuperações de 92 à 109% foram obtidas. Os limites de detecção (LD) obtidos para o método MW-UV foram inferiores aos obtidos para MW-AD, na faixa de 0,08 a 6,9 ng g-1 e 1,0 a 14 ng g-1, respectivamente. / In this work, the microwave-assisted digestion (MW-AD) and microwave-assisted ultraviolet digestion (MW-UV) were evaluated for commercial biodiesel samples for subsequent determination of Ba, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, V and Zn by sector field inductively coupled plasma mass spectrometry (SF-ICP-MS). Using the MW-AD method with diluted acid up to 700 mg of biodiesel were digested with 7 mol L-1 HNO3 and 2 mL of 30% (w/w) H2O2. Final solutions presented residual carbon content (RCC) of 8.7% and residual acidity (RA) of 4%. In order to improve the digestion efficiency, the MW-UV method was evaluated for biodiesel digestion. Using MW-UV method up to 950 mg of sample were digested with 7 mol L-1 HNO3 and the final solutions with RCC of 17.4% and RA of 19.3% were obtained. The final solutions obtained for both methods were suitable for the determination of trace elements by SF-ICP-MS. Interferences in the determination step were studied using 115In as internal standard and analyte recovery to monitor the formation of polyatomic species in the plasma. The low resolution mode was used for the determination of almost of the analytes with the exception of 52Cr that was determine using medium resolution mode. Accuracy of the investigated methods were evaluated by analysis of certified reference material and the values obtained were in agreement with 95% confidence level (t-student test) with the certified values for all elements. Analyte recovery was also performed to evaluate the accuracy and recoveries of 92 to 109% were obtained. The limits of detection (LOD) obtained by the MW-UV method were lower than MW-AD method and are in the range of 0.08 to 6.9 ng g -1 and 1.0 to 14 ng g -1, respectively.

Neste trabalho, a decomposição por via úmida em sistema fechado assistida por radiação micro-ondas (MW-AD) e a decomposição por via úmida em sistema fechado assistida por radiação micro-ondas e ultravioleta (MW-UV) foram avaliadas para amostras comerciais de biodiesel para posterior determinação de Ba, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, V e Zn por espectrometria de massa com setor eletromagnético com plasma indutivamente acoplado (SF-ICP-MS). A MW-AD empregando ácido diluído foi primeiramente avaliada sendo possível a decomposição de até 700 mg de biodiesel com HNO3 7 mol L-1 e 2 mL de H2O2 30% (m/m). As soluções finais apresentaram teor de carbono residual (RCC) de 8,7% e acidez residual (RA) de 4%. Posteriormente, com o objetivo de obter maior eficiência de decomposição, o método MW-UV foi avaliado para a decomposição de biodiesel. Com o emprego deste método até 950 mg de amostra foram decompostas com HNO3 7 mol L-1 e soluções finais com RCC de 17,4% e RA de 19,3% foram obtidas. As soluções finais, para ambos os métodos, foram adequadas para a determinação de elementos traço por SF-ICP-MS. Possíveis interferências na etapa de determinação dos analitos, causadas pela presença de carbono residual, foram estudadas através do emprego de padrão interno 115In e de ensaios de recuperação de analito para monitorar a formação de espécies poliatômicas no plasma. Os resultados obtidos mostraram a necessidade da utilização de padrão interno, sendo o instrumento operado no modo de baixa resolução para a determinação da maioria dos analitos, com exceção de 52Cr, para o qual o instrumento foi operado no modo de média resolução. A exatidão dos métodos propostos foi avaliada mediante a análise de material de referência certificado, obtendo-se resultados concordantes, com nível de confiança de 95% (teste t-student), com os valores certificados para a maioria dos elementos. Ensaios de adição de analito também foram feitos para a avaliação da exatidão e recuperações de 92 à 109% foram obtidas. Os limites de detecção (LD) obtidos para o método MW-UV foram inferiores aos obtidos para MW-AD, na faixa de 0,08 a 6,9 ng g-1 e 1,0 a 14 ng g-1, respectivamente. / In this work, the microwave-assisted digestion (MW-AD) and microwave-assisted ultraviolet digestion (MW-UV) were evaluated for commercial biodiesel samples for subsequent determination of Ba, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, V and Zn by sector field inductively coupled plasma mass spectrometry (SF-ICP-MS). Using the MW-AD method with diluted acid up to 700 mg of biodiesel were digested with 7 mol L-1 HNO3 and 2 mL of 30% (w/w) H2O2. Final solutions presented residual carbon content (RCC) of 8.7% and residual acidity (RA) of 4%. In order to improve the digestion efficiency, the MW-UV method was evaluated for biodiesel digestion. Using MW-UV method up to 950 mg of sample were digested with 7 mol L-1 HNO3 and the final solutions with RCC of 17.4% and RA of 19.3% were obtained. The final solutions obtained for both methods were suitable for the determination of trace elements by SF-ICP-MS. Interferences in the determination step were studied using 115In as internal standard and analyte recovery to monitor the formation of polyatomic species in the plasma. The low resolution mode was used for the determination of almost of the analytes with the exception of 52Cr that was determine using medium resolution mode. Accuracy of the investigated methods were evaluated by analysis of certified reference material and the values obtained were in agreement with 95% confidence level (t-student test) with the certified values for all elements. Analyte recovery was also performed to evaluate the accuracy and recoveries of 92 to 109% were obtained. The limits of detection (LOD) obtained by the MW-UV method were lower than MW-AD method and are in the range of 0.08 to 6.9 ng g -1 and 1.0 to 14 ng g -1, respectively.

Submitted by Etelvina Domingos (etelvina.domingos@ufpe.br) on 2015-03-10T19:22:39Z No. of bitstreams: 2 tese_gravar_cd.pdf: 9826544 bytes, checksum: b8530b3e8f82a5777705f01c37bdaf7c (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-10T19:22:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 tese_gravar_cd.pdf: 9826544 bytes, checksum: b8530b3e8f82a5777705f01c37bdaf7c (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / CNPq / Esta tese é composta por três trabalhos. O primeiro trabalho trata do desenvolvimento de um método analítico não destrutivo para discriminar tintas de canetas azuis do tipo gel (3 marcas), esferográfica (5 marcas) e rollerball (2 marcas). Foram adquiridos espectros de infravermelho médio por reflectância total atenuada de círculos preenchidos com tinta em três tipos de papel A4, sendo duas marcas de papel branco (papel 1 e papel 2) e uma de papel reciclado (papel 3). O algoritmo Kennard-Stone foi utilizado para selecionar os espectros do papel 1 para compor os conjuntos de treinamento, validação e teste. Foram construídos dois modelos com a análise discriminante linear sendo um com as classes compostas pelo tipo e o outro pelas marcas das tintas. Um novo conjunto de teste composto pelos espectros obtidos no papel 2 e 3 foi utilizado para avaliar a influência do papel nas predições dos modelos. Foi obtido 100% de classificação correta em todos os conjuntos de teste, exceto na classificação por marca do papel 3, em que foi obtida 91,3% de classificação correta. Na segunda parte desta tese, a espectroscopia de emissão em plasma induzido por laser (LIBS) foi empregada para analisar sete tijolos antigos e dois fragmentos de pinturas rupestres pertencentes a dois sítios arqueológicos brasileiros, sendo um no estado do Piauí (Toca da Extrema II) e outro no estado do Rio Grande do Norte (Xique-xique). Um instrumento LIBS construído no laboratório (laser Nd:YAG, 1064 nm, 5,2 ns), contendo um policromador echelle, foi empregado para a aquisição dos espectros. Devido à complexidade dos espectros, a análise de componentes principais foi empregada para explorar o conjunto de dados. Os tijolos foram discriminados pelos seus teores de Ti, Zr, Sr e Fe. Estudos preliminares envolvendo uma pintura realizada sobre uma tela de madeira contendo diferentes camadas de material foram realizados para determinar a melhor energia do pulso de laser. Para cada fragmento de pintura, foram realizados 8 pulsos sucessivos em 16 locações diferentes, sendo 8 locações sobre a pintura e 8 sobre o substrato. Neste trabalho foi demonstrado que a utilização de técnicas multivariadas é indispensável devido à grande complexidade dos espectros obtidos durante estudo de profundidade de amostras arqueológicas. Finalmente, a terceira parte desta tese foi dedicada a avaliação do efeito de matriz na determinação da concentração de 20 elementos em suplemento alimentar, por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES). Foram adquiridas em estabelecimentos comerciais, diferentes marcas de um suplemento alimentar inicialmente designado de “Ração Humana”, cuja composição é variada, mas pode conter cereais, farelos, fibras, farinhas, linhaça, gergelim, extrato de soja, levedo de cerveja, cacau em pó, gelatina em pó e guaraná em pó. Três procedimentos de decomposição foram avaliados: (1) decomposição assistida por microondas, (2) decomposição por combustão na mufla com aditivos e (3) decomposição por combustão na mufla sem aditivos. Os melhores resultados foram obtidos com a digestão por combustão na mufla sem aditivos. Com exceção do Mo, o nível de todos os elementos determinados de forma preliminar estão em concordância com os níveis reportados em produtos destinados à nutrição previamente descritos na literatura.

[pt] Neste trabalho, métodos baseados em diferentes abordagens em eletroforese capilar (CE) foram propostos. No caso da determinação de compostos organoestanhos ou OTs (difenilestanho e monofenilestanho) em fluidos biológicos, foi usada abordagem de eletroforese capilar por zona (CZE) hifenada com a espectrometria de massas (do tipo quadrupolo) com fonte de plasma indutivamente acoplado (CE-ICP-MS). As condições de análise foram estudadas no modo univariado visando otimizar a composição da solução eletrolítica (tampão acetato 5,0 mmol L(-1), pH 2,8) e obter os parâmetros instrumentais (45 graus Celsius, mais 30 kV e 30 s de tempo de introdução hidrodinâmica de amostra). A solução de complementação foi uma solução aquosa 5,0 mmol L(-1) de NH4NO3 contendo 10 por cento metanol em volume e 1,0 Mg L(-1) de Cspositivo, com pH ajustado para 2,8 com tampão acetato. A vazão dessa solução foi mantida em 40 ML min(-1). Os OTs foram diluídos em solução de metanol:tampão acetato de sódio 50:50 por cento v/v ou apenas em tampão acetato de sódio pH 2,8. As condições de detecção do ICP-MS foram ajustadas em 1200 W, 15 L min(-1) de vazão de argônio para formação do plasma, 1 L min(-1) de vazão de argônio auxiliar. A vazão de argônio do nebulizador foi ajustada diariamente. Os isótopos de estanho 120Sn e 118Sn foram monitorados, assim como o 133Cspositivo para controlar a eficiência e estabilidade do processo de nebulização. A resposta linear do método ficou entre 0,050 a 2,0 mg L(-1) de Sn (0,42 a 17 Mmol L-(1)). Os limites de detecção (LOD) e de quantificação (LOQ) em termos de Sn foram de 15 Mg L(-1) (0,13 Mmol L(-1)) e 50 Mg L-1 (0,42 Mmol L(-1)), calculados utilizando a menor concentração dos picos dos analitos que podem ser diferenciados do sinal de fundo. A repetibilidade para o tempo de migração e área dos picos ficou próximo a 5 por cento. O método foi aplicado na análise de urina, sangue total e plasma fortificados com os OTs. Recuperações entre 75 e 95 por cento foram obtidas. No caso da determinação de sete pesticidas da classe das estrobilurinas (azoxistrobina, 9 dimoxistrobina, fluoxastrobina, picoxistrobina, piraclostrobina, trifloxistrobina e kresoxim-metil) em sopas infantis, foi usada a cromatografia eletrocinética capilar micelar (MEKC) com detecção fotométrica (no UV) com capilar de caminho óptico estendido. Um estudo multivariado, usando um planejamento 33 Box Behnken, indicou que a melhor separação para os pesticidas foi com solução aquosa de eletrólito composto por tampão tetraborato de sódio (5,1 mmol L(-1), pH 9,0) contendo 51 mmol L(-1) de dodecil sulfato de sódio (SDS) e 24 por cento acetonitrila (ACN) em volume. As condições instrumentais foram 25 C e mais 30 kV de diferença de potencial aplicada, 45 s de tempo de introdução hidrodinâmica de amostra e detecção em 210 nm. Para aumentar o poder de detecção, foi usada a concentração dos analitos no capilar. Para tal, as soluções de padrões e amostras foram dissolvidas em solução tampão tetraborato de sódio 45 mmol L(-1): acetonitrila 80:20 por cento v/v. As curvas analíticas apresentaram comportamento linear e os valores de LOD ficaram entre 7,0 Mg L(-1) ou 18 nmol L(-1) (piraclostrobina) a 15 Mg L-1 ou 33 nmol L(-1) (fluoxastrobina). Os valores de LOQ ficaram entre 21 Mg L(-1) ou 54 nmol L(-1) (piraclostrobina) a 45 Mg L(-1) ou 98 nmol L(-1) (fluoxastrobina). A repetibilidade ficou entre 1,7 a 7,9 por cento para a área de pico e entre 0,25 a 0,71 por cento para o tempo de migração. A precisão intermediária, avaliada com análises realizadas em diferentes dias, apresentou valores entre 1,3 a 5,3 por cento para a área de pico e entre 0,06 a 0,90 por cento para o tempo de migração. O método foi aplicado na análise de sopas prontas infantis fortificadas com as estrobilurinas. Os pesticidas foram extraídos aplicando o método QuEChERS com ajuste de pH com tampão acetato e limpeza com extração em fase sólida dispersiva. Os resultados das análises obtidos com um método cromatográfico adaptado da literatura foram estatisticamente iguais aos alcançados com o método proposto. A CZE foi o modo de separação escolhido para mostrar o potencial da determinação indireta de aminoglicosídeos com medição de fluorescência de pontos quânticos (excitação com laser de diodo em 410 nm) amplificada na presença dos analitos. A fotoluminescência dos pontos quânticos (nanopartículas de CdTe modificados com ácido tioglicólico monodispersas em solução) foi mais intensa em solução tampão (pH 8,0) contendo entre 5 e 10 mmol L(-1) de tetraborato de sódio. A interação no capilar entre aminoglicosídeos (neomicina e canamicina) e os pontos quânticos provocou aumento de fotoluminescência dependente do pH do meio (indício de interação de natureza 10 eletrostática). Alguns parâmetros de mérito foram avaliados com uma faixa linear curta (0,1 a 1,0 mol L(-1) para canamicina e 0,03 a 0,5 mol L(-1) para neomicina). Os valores mínimos detectados de 0,1 Mmol L(-1) ou 58 Mg L(-1) (canamicina) e 0,03 Mmol L(-1) ou 27 Mg L(-1) (neomicina) mostram que essa é uma abordagem interessante para a determinação sensível de aminoglicosídeos. / [en] In this work, analytical methods based on different approaches using capillary electrophoresis (CE) have been proposed. For the determination of organotins or OTs (diphenyltin and monophenyltin) in biological fluids, the separation using capillary zone electrophoresis (CZE) was applied using tandem with inductively coupled plasma mass spectrometry (CE-ICP-MS). The conditions for the analysis were optimized in an unvaried way aiming to find the conditions for the electrolyte solution (acetate buffer, 5.0 mmol L (-1), pH 2.8) and the employed instrumental parameters (45C, 30 kV and 30 s of the time for hydrodynamic introduction of the sample). A complementary solution was composed by NH4NO3 5.0 mmol L(-1), 10 por cento v/v of methanol and 1.0 g L(-1) of Cspositive in acetate buffer with pH adjusted to 2.8. The flow of this solution was set to 40 ML min(-1). The OTs were diluted either in a methanol: acetate buffer 50:50 por cento v/v solution or only in sodium acetate buffer pH 2.8. The conditions for detection by ICP-MS were set to 1200 W, 15 L min(-1) for the Ar plasma flow and 1,0 L min(-1) for the auxiliary Ar. The nebulizer Ar flow was adjusted daily. The monitored tin isotopes were 120Sn 118Sn. The isotope 133Cs was also monitored in order to control the efficiency and stability of the nebulization. The method presented a linear response between 0.05 and 2.0 mg L(-1) (0.42 a 17 Mmol L(-1)) for Sn. The value for the limits of detection (LOD) and for the limits of quantification (LOQ) for Sn were 15 Mg L(-1) (0.13 Mmol L-1) e 50 Mg L(-1) (0.42 Mmol L(-1)), calculated based on the lowest concentration of the analyte peaks that can be differentiated from the background signal. The repeatability for migration time and peak area was approximately 5 per cent. The method was applied in the analysis of organotin fortified blood and urine samples with recoveries between 75 and 95 per cent. In the case of the determination of seven strobilurin class pesticides (azoxystrobin, dimoxystrobin, fluoxastrobin, picoxystrobin, pyraclostrobin, trifloxystrobin and kresoxim-methyl) in baby food (vegetable and fruit soups), 12 the micellar electrokinetic capillary chromatography (MEKC) was used using photometric detection (UV) in a capillary with extended optical path. A multivariate study, with 33 Box Behnken design, indicated the best composition for the electrolytic solution to separate the seven pesticides: a sodium tetraborate buffer (5.1 mmol L(-1), pH 9.0) solution containing 51 mmol L(-1) sodium dodecyl sulfate and acetonitrile (24 por cento in volume). The instrumental conditions were 25C, 30 kV of applied voltage, 45 s for hydrodynamic introduction of the sample and detection at 210 nm. To increase the detection power, the concentration of the analytes into the capillary was used by using the Normal Stacking Mode. For this purpose, the solutions of standards and samples were prepared in 45 mmol L(-1) sodium tetraborate buffer solution: acetonitrile 80:20 por cento v/v. The analytical curves presented a linear behavior and the LOD values were between 7.0 Mg L (-1) or 18 nmol L(-1) (pyraclostrobin) to 15 Mg L(-1) or 33 nmol L(-1) (fluoxastrobin). The LOQ values were between 21 Mg L(-1) or 54 nmol L(-1) (pyraclostrobin) a 45 Mg L(-1) ou 98 nmol L(-1) (fluoxastrobin). The repeatability was between 1.7 to 7.9 por cento for the peak area and between 0.25 to 0.71 por cento for the migration time. The intermediate precision, evaluated by the analysis performed in different days were between 1.3 to 5.3 por cento for the peak area and between 0.06 and 0.90 per cent for the migration time. The method was applied in the analysis of baby food spiked with strobilurin. Pesticides were extracted using the QuEChERS method with pH adjustment with acetate buffer and clean-up using the dispersive solid phase extraction. The analysis results were statistically identical to those obtained with a chromatographic method adapted from the literature. The CZE separation mode was chosen to evaluate the potential of the indirect determination of aminoglycosides through the amplified photoluminescence from quantum dots (excitation laser diode 410 nm) in the presence of the analytes. The photoluminescence from quantum dots (monodispersed CdTe nanoparticles modified with thioglycolic acid) was more intense in buffer solution (pH 8.0) containing between 5 and 10 mmol L(-1) sodium tetraborate. The interaction between aminoglycosides (kanamycin and neomycin) and quantum dots inside the capillary caused the increasing of fluorescence in a pH-dependent way (indicating the electrostatic nature for the interaction). A few figures of merit were evaluated with a short linear range (0.1) to 1.0 Mmol L(-1) for kanamycin and 0.03 to 0.5 Mmol L(-1) for neomycin). The 13 minimum values detected were 0.1 nmol L(-1) or 58 Mg L(-1) (kanamycin) and 0.03 nmol L(-1) or 27 Mg L(-1) (neomycin) showing that the proposed approach can be used to detect aminoglycosides in a relatively sensitive way.