El modelo de agricultura actual requiere del uso de plaguicidas para mantener la producción a los niveles exigidos por una población mundial que está en continuo aumento. A pesar de sus numerosos detractores, el uso de plaguicidas es muchas veces inevitable, por lo que es habitual encontrar residuos de estos compuestos en productos vegetales y en el medio ambiente. El establecimiento de Límites Máximos de Residuos (MRLs) es uno de los aspectos más importantes en el proceso de autorización de productos fitosanitarios. Para vigilar el cumplimiento de MRLs en alimentos, es necesario implantar rigurosos programas de control, principalmente en productos vegetales. Para ello, se debe disponer de metodologías analíticas avanzadas, apropiadamente validadas, que sean capaces de detectar, identificar y cuantificar todo tipo de plaguicidas a niveles de concentración del orden de (sub)mg/kg. Los métodos analíticos deben incluir también metabolitos relevantes cuando están contemplados en la definición de residuo. Los acoplamientos cromatografía (tanto de gases como de líquidos)/espectrometría de masas son absolutamente fundamentales para este fin. Los MRLs surgen como una exigencia de la sociedad actual, y son de obligado cumplimiento. Pero muchas veces suponen una verdadera traba comercial, sobretodo en el mercado internacional, pues la superación de un MRL hace que el producto exportado no pueda comercializarse, debiendo ser destruido o devuelto a su país de origen. Por ello, es importante que todos los productos vegetales cuenten con los estudios requeridos para el establecimiento de MRLs, los cuales deben realizarse bajo los principios de las Buenas Prácticas de Laboratorio (BPL). En ausencia de dichos estudios, se suele establecer un MRL por defecto, correspondiente al límite de cuantificación (LOQ) del método analítico propuesto por el fabricante. En la práctica, esto implica que, si el plaguicida se aplica sobre el cultivo en cuestión, será muy probable que queden residuos y que se supere el MRL. Esta situación afecta a muchas frutas tropicales de Latinoamérica para las que los MRLs se han estimado por extrapolación a partir de frutas semejantes o bien se han fijado por defecto en el LOQ del método. La ausencia de metodologías analíticas para frutas tropicales es un hándicap importante, tanto para el establecimiento de MRLs como para el control de residuos en productos de consumo doméstico, y también en los destinados a la exportación. En esta Tesis Doctoral se ha desarrollado metodología analítica avanzada para frutas tropicales de elevado consumo en Colombia y de alto interés en sus exportaciones. Además de los métodos desarrollados para frutas tropicales, se ha trabajado también en la determinación de plaguicidas en suelos latinoamericanos. Una parte importante de la Tesis se ha centrado en la problemática analítica del glifosato, el herbicida más utilizado del mundo, cuyas dificultades analíticas son bien conocidas. La técnica usada en todos los trabajos ha sido cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS) con analizador de triple cuadrupolo, considerada técnica de referencia en la actualidad para la determinación de plaguicidas y metabolitos/productos de transformación, la mayoría de los cuales son de polaridad media-alta y baja volatilidad, adecuados, por tanto, para ser abordados por esta técnica. Después de una Introducción General (Capítulo 1), en la que se discuten diversos aspectos de interés sobre el tema tratado en la Tesis, el trabajo experimental se ha organizado en tres partes bien diferenciadas. En la primera parte (Capítulo 2), se desarrolla metodología multirresidual para la determinación de plaguicidas en frutas tropicales y en suelos de Latinoamérica. Los dos primeros trabajos corresponden al desarrollo y validación de métodos multirresiduo para frutas exóticas provenientes de Colombia, que son de vital importancia para el país pues gran parte de sus exportaciones agrícolas están centradas en este tipo de productos. De acuerdo con la bibliografía, la mayoría de frutas tropicales estudiadas no disponían de métodos publicados para residuos de plaguicidas. En esta Tesis se pretende que los métodos sean sencillos y rápidos, con la menor manipulación de muestra posible, con el objeto de minimizar errores analíticos, y poderlos transferir fácilmente a laboratorios de Latinoamérica. En el primer método (artículo científico 1) se escogió una extracción con acetonitrilo, usando trituración/homogeneización con Ultraturrax. El LOQ objetivo (nivel más bajo validado con muestras fortificadas sometidas al proceso analítico completo) fue 0.05 mg/kg. El método se desarrolló para 29 plaguicidas en siete frutas tropicales (uchuva, maracuyá, pitahaya, tamarillo, gulupa, papaya y granadilla). En el segundo método (artículo científico 2), se amplió el número de matrices tropicales hasta doce, añadiendo cinco más de frecuente consumo en Colombia (lulo, carambolo, feijoa, mangostán y guayaba). El número de compuestos estudiados se redujo a 20, considerando los más detectados en el primer estudio y también metabolitos incluidos en la definición de residuo. Para la extracción se aplicó el procedimiento QuEChERS, en su versión Europea (CEN 2009), basada en el uso de tampón citrato. El objetivo fue rebajar el LOQ hasta 0.01 mg/kg, que es el valor más bajo incluido normalmente en los MRLs. En ambos trabajos, se prestó especial atención al estudio del efecto matriz y a posibles estrategias para una corrección sencilla y de fácil aplicación en laboratorios de rutina. Se propusieron dos procedimientos para su corrección: 1) calibrado en matriz, agrupando varias tipos de muestras y escogiendo una de ellas como matriz representativa para la preparación de la curva de calibrado (gulupa, pitahaya y tamarillo se analizaron usando calibrado en matriz de gulupa; maracuyá, papaya y granadilla, usando calibrado de maracuyá; y uchuva, usando su propio calibrado en matriz); 2) calibrado en solvente, aplicando factores de corrección para cada combinación analito/matriz, basados en las diferencias de pendientes entre calibrado en matriz y calibrado en solvente. En ambos métodos, se procedió a la validación a los niveles de LOQ y 10xLOQ con resultados satisfactorios para la mayoría de plaguicidas y matrices (recuperaciones entre 70 y 120%, RSD < 20%). Por último, los métodos desarrollados se aplicaron al análisis de muestras reales, introduciendo numerosas muestras control de calidad (QC) para asegurar la robustez y fiabilidad del método en su aplicación al análisis de estas muestras. Este capítulo finaliza con el desarrollo de metodología analítica multirresiduo para suelos agrícolas de Argentina, siguiendo la misma filosofía de trabajo en cuanto al tratamiento de la muestra (artículo científico 3). En colaboración con el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) de Balcarce (Argentina), se seleccionaron 18 plaguicidas de amplio uso en Argentina y se estudiaron 11 suelos representativos de ese país. Se empleó una sencilla extracción sólido-líquido con acetonitrilo usando agitación mecánica seguida de ultrasonidos. Después de una centrifugación, el extracto del suelo se diluyó x 2 con H2O y se inyectó directamente en el sistema LC-MS/MS. En este trabajo se evaluó el efecto matriz para los 11 suelos estudiados. El método se validó satisfactoriamente a 0.5 y 0.05 mg/kg, siendo este último el LOQ objetivo del método. La cuantificación se llevó a cabo mediante calibrado externo con patrones en solvente. En su aplicación a los suelos objeto de estudio, se incluyeron QCs para cada suelo analizado. Las recuperaciones de los QCs fueron satisfactorias en la gran mayoría de combinaciones analito/suelo. Con ello, la metodología desarrollada fue testada y validada demostrando su «universalidad» para suelos muy diferentes, con notables variaciones en sus características físico-químicas. En todos los métodos multirresiduo desarrollados en este capítulo, se adquirieron dos transiciones por compuesto y se evaluaron las relaciones de intensidad (ion ratio), con el fin de asegurar la correcta identificación de los compuestos detectados en las muestras. En la segunda parte de la Tesis (Capítulo 3) se aborda la problemática analítica del herbicida glifosato en suelos latinoamericanos, por un lado, y en productos vegetales (principalmente cereales), por otro. Los trabajos llevados a cabo en suelos condujeron a la publicación de un artículo (artículo científico 4), cuyo objetivo fue desarrollar un método rápido, robusto y mejorado para residuos de glifosato y su principal metabolito AMPA en suelos complejos, con altos contenidos de materia orgánica. Las muestras estudiadas fueron tomadas de Argentina y Colombia, países en los que este herbicida es utilizado con regularidad para el control de malezas y/o para la erradicación de cultivos ilícitos de coca. Cabe destacar que en Argentina la soja transgénica, resistente al glifosato, representa la práctica totalidad de la soja cultivada, con lo que el consumo de glifosato, principalmente mediante aplicaciones aéreas, es muy elevado. El análisis de suelos se realizó sobre la base de los trabajos previos de nuestro grupo, en lo relativo a la extracción y a las condiciones de derivatización con FMOC. La investigación se centró en la etapa de clean-up, la cual resultó crítica debido al fuerte efecto matriz observado en estos suelos (supresión de ionización del orden del 90%, e incluso mayor), que no se había observado en los suelos españoles analizados hasta entonces. Para ello, se aplicó SPE probando dos tipos de sorbentes (Oasis MAX y HLB), a diferentes pH, antes y después de la derivatización con FMOC. Los mejores resultados se obtuvieron con Oasis HLB, realizando el clean-up del extracto del suelo antes de derivatizar con FMOC, previo ajuste a pH 9. En estas condiciones, tanto glifosato como AMPA, pasaron a través del cartucho Oasis HLB sin sufrir retención, y la derivatización se realizó sobre el eluato no retenido después de pasar por el cartucho de SPE. El uso de patrón interno marcado de glifosato fue fundamental para poder cuantificar correctamente. El método se validó en cuatro suelos, dos Argentinos y dos Colombianos, a dos niveles de concentración (0.5 y 5.0 mg/kg). El límite de cuantificación (LOQ) objetivo fue 0.5 mg/kg. Se analizaron 26 suelos de diferentes áreas de Colombia (15) y Argentina (11). Para garantizar la calidad de los análisis se intercalaron varias muestras QC, cuyas recuperaciones fueron en general satisfactorias. Los suelos Colombianos fueron particularmente problemáticos, especialmente para el AMPA, para el que no se cumplía la relación de intensidades entre las transiciones adquiridas (Q/q) en varias muestras. Ambos compuestos se detectaron en el 90% de las muestras, encontrándose las concentraciones más altas en los suelos de Colombia. Todos los positivos se confirmaron usando, al menos, dos transiciones MS/MS, siendo necesario que la relación Q/q y el tiempo de retención estuvieran dentro de las tolerancias máximas admitidas en las guías SANCO. Se observó que en varios suelos las transiciones medidas estaban interferidas por componentes co-extraídos, por lo que fue importante adquirir todas las transiciones posibles, con el fin de disponer de alternativas en caso de interferencias. La situación del AMPA fue aún más problemática en términos de confirmación, ya que tan sólo se pudieron optimizar dos transiciones, y una de ellas (la de cuantificación) estaba interferida en la mayoría de las muestras, hecho que dificultó en gran medida los análisis. En nuestro trabajo se sugiere aumentar la tolerancia en la relación Q/q hasta 50%, como valor más realista para la identificación en este tipo de análisis. En el segundo trabajo (artículo científico 5) se desarrolla metodología analítica para la determinación de residuos de glifosato en cereales y soja. El trabajo se centró exclusivamente en glifosato, ya que en la definición de residuos propuesta por la EFSA no incluye su principal metabolito AMPA. El objetivo principal fue evitar la etapa de derivatización, intentando la determinación directa del herbicida. Para ello, se probaron diferentes columnas de LC, seleccionando finalmente la mix-mode Obelisc N, que fue la que proporcionó mejor retención para este compuesto. Las matrices objeto de estudio se seleccionaron entre las de mayor interés por la posible presencia de este compuesto (arroz, soja y maíz), y que además se encuentran entre las de mayor uso en transgénicos resistentes al glifosato. La metodología desarrollada también se aplicó a muestras de trigo, maíz, gluten de maíz y guisantes. Este trabajo fue encaminado a realizar el menor tratamiento posible de muestra, intentando alcanzar un compromiso entre efecto matriz aceptable y menor tiempo de análisis. La extracción del glifosato en las muestras se hizo con agua mediante ultrasonidos. En matrices con alto contenido en grasa (maíz, soja) se añadió una partición liquido-liquido con diclorometano y, en el caso de la soja, se procedió a la eliminación de las proteínas mediante precipitación con acetonitrilo. Como en el resto de trabajos realizados en la Tesis, se dedicó especial atención al estudio del efecto matriz, que fue notorio en las matrices de maíz y soja, con fuertes supresiones de señal. La metodología desarrollada se validó a dos niveles de concentración, con LOQ objetivos de 0.1 mg/kg para arroz y maíz, y 2 mg/kg para soja, valores altos pero suficientes para controlar el cumplimiento de MRLs en la Unión Europea. El uso del patrón interno marcado fue clave para la cuantificación correcta del analito, al corregir el efecto matriz aún observado después del tratamiento de muestra, especialmente en soja y maíz. La ventaja de este método es que no resulta necesaria una etapa previa de derivatización, pero su principal inconveniente es la poca robustez y rápida degradación observada en la columna Obelisc N, más evidente a mayor complejidad de la matriz inyectada (ej. soja). Este hecho, unido a su elevado precio, hace que, de momento, este método sea poco atractivo para análisis de rutina, a pesar de proporcionar resultados analíticos satisfactorios. Cabe esperar que, en un futuro próximo, aparezcan nuevas columnas, más robustas y menos costosas, que permitan la separación cromatográfica del glifosato sin los inconvenientes mencionados. Finalmente, para completar el trabajo con la técnica LC-MS/MS y ampliar su campo de aplicación a nivel de residuos, en la tercera parte de esta Tesis se ha abordado (Capítulo 4) la determinación de drogas de abuso en aguas residuales urbanas (cocaína, su principal metabolito benzoylecgonine (BE), anfetamina, metanfetamina, el principal metabolito del cannabis 11-nor-9-tetrahidrocannabinol-9-carboxilic acid (THC-COOH), ketamina, 6 Monoacetylmorphine (6 MAM) y 3,4-methylen-dioxy-metamphetamine (MDMA, éxtasis). En este caso, se hizo uso de metodología analítica ya desarrollada por nuestro grupo de trabajo, por lo que la investigación se centró en el tratamiento e interpretación de los resultados obtenidos en el análisis de aguas residuales (influente urbano) de las ciudades de Castellón y Murcia, por un lado, y Bogotá y Medellín, por otro. El objetivo del trabajo fue determinar los niveles de concentración de drogas en las aguas y, a partir de los resultados obtenidos, estimar la carga diaria de estas drogas en las aguas residuales de estas poblaciones. En aquellos casos en los que se disponía de información suficiente y contrastada sobre la excreción del metabolito/biomarcador en orina, se pudo hacer una estimación del consumo de droga en la población (caso de la cocaína y su metabolito BE). Este tipo de estimaciones se enmarcan en lo que se conoce como epidemiología de las aguas residuales (Wastewater-Based Epidemiology, WBE). Los resultados obtenidos en esta Tesis mostraron que en todas las ciudades los niveles más altos, con diferencia, correspondían a la BE, con muchas muestras superando los 1000 ng/L (1 ppb). Las concentraciones de BE fueron más altas en las aguas residuales de Colombia, que también presentaron unos niveles altos de cocaína, considerablemente superiores a los de las dos ciudades españolas. Cabe destacar los niveles relativamente altos de THC-COOH, cuyas concentraciones en las aguas de las ciudades españolas y colombianas fueron bastante similares (concentraciones en general entre 100 y 300 ng/L). Además de estas dos drogas, que parecen ser las más consumidas por la población, se detectó MDMA en la mayoría de muestras, a concentraciones por debajo de 30 ng/L, excepto en el fin de semana en Bogotá en donde alcanzó los 60 ng/L. La ketamina sólo se detectó en las muestras de Colombia, en concentraciones inferiores a 30 ng/L. Se pudo estimar el consumo medio de cocaína a partir de los datos de BE en las aguas residuales teniendo en cuenta su excreción media en orina. El valor estimado para Castellón (550 mg/día/1000h) y Murcia (850) fue semejante al reportado en estudios realizados en 2011 para ciudades españolas. El consumo en Bogotá pareció encontrarse también en esta misma línea (750), por debajo de ciudades europeas como Amberes o Ámsterdam, en donde llega hasta casi 2000 mg/día/1000h. Sin embargo, Medellín estuvo por encima de todas las ciudades europeas, con un valor medio de 3000 mg/día/1000h. En cuanto al cannabis, las cargas medias encontradas para su biomarcador THC-COOH en las aguas residuales fueron semejantes en las cuatro ciudades estudiadas (entre 33 y 49 mg/día/1000h). Estos valores son del mismo orden que los encontrados en Milán, Bratislava, Sarajevo, Zagreb, Amberes, Bruselas, Praga o Valencia, pero inferiores a los de Barcelona, París, Eindhoven, Utrecht o Ámsterdam, todos ellos con cargas próximas o ligeramente superiores a 100 (200 en el caso de Ámsterdam, ciudad en la que es conocida su política liberal en el consumo de cannabis). Las cargas medias de MDMA fueron bajas en comparación con las de cannabis y BE, y semejantes en las cuatro ciudades (valores medios entre 1.5 y 4.4 mg/día/1000h). Estos resultados están en la línea de los reportados en ciudades como Zagreb, Milán, Oslo, Valencia, Castellón o Santiago, y son significativamente inferiores a los reportados en Barcelona, Amberes, Zúrich, Londres o Ámsterdam, ciudades en las que frecuentemente se superan los 30-50 mg/día/1000h. La ketamina tan sólo se detectó en las aguas de Colombia, en las dos ciudades estudiadas Bogotá y Medellín, con valores medios de 3.8 y 1.5 mg/día/1000h, respectivamente. Cabe destacar que los datos obtenidos en esta Tesis son los primeros reportados en la bibliografía sobre ciudades de Colombia.

Se han desarrollado métodos analíticos basados en cromatografía y detección por espectrometría de masas para la detección de múltiples compuestos orgánicos a niveles traza en muestras de interés ambiental. Se han determinado compuestos volátiles en aire atmosférico de Mallorca y varias plantas de tratamiento de residuos y vertederos, y fármacos de consumo humano en muestras del medioambiente acuático de Mallorca, plantas de tratamiento de aguas y lixiviados de vertederos. Con estos datos se ha evaluado la necesidad de modificar los planes de vigilancia ambiental para asegurar la calidad del medioambiente de Mallorca. / We have developed analytical methodologies based on chromatography and mass spectrometry for the detection of multiple different organic compounds in the trace levels in samples of environmental interest. Volatile organic compounds have been determined in the atmospheric air of Mallorca as well as some waste treatment plants and landfills. Pharmaceuticals for human consumption have been investigated in several samples of the aquatic environment of Mallorca as well as some wastewater treatment plants and landfill leachates. Based on these data it has been evaluated the necessity to modify the environmental monitoring regulations to save the quality of the Mallorca’s environment.

Several viral envelope glycoprotein oligomers assembled into a viral fusion machine, form a molecular scaffold that brings the viral and target cell membranes into close apposition and allow the subsequent fusion events. The fusion pore formation and its sequential expansion are orchestrated by viral and cellular lipids and proteins. The HIV entry process is understood in some detail at the molecular level. It is coordinated by the HIV envelope glycoprotein complex, a trimer of three gp120 surface glycoproteins, each noncovalently attached to three gp41 ransmembrane glycoprotein subunits.%&/It is know that changes in GSLs expression in target membranes can modulate viral fusion and entry. These studies on structure-function relationship of target membrane GSLs, the gp120-gp41 and the viral receptors suggest that plasma membrane GSLs support HIV-1 entry by stabilizing the intermediate steps in the fusion cascade. These observations, led it to hypothesize that upregulation of GSLs metabolites (such as ceramide) and/or modulation of GSLs, which preferentially partition in the plasma membrane microdomains, could have a significant influence on HIV-1 entry. %&/Based on these findings, in this work has been developed a strategy to synthesize glycodentritic polymers that bind HIV rgp120 and inhibit HIV-1 entry. To reach this goal, first it was carried out the total synthesis of D-erytrho-sphingosine with high enantioselectivity and diasteroselectivity. Then, an efficient protocol of glycosylation of ceramides employing stannyl derivatives as strategy was developed. Finally, water-soluble hyperbranched glycodendritic polymers for the study of carbohydrate interactions were synthesized. These glycoconjugate consists of Boltorn H30 hyperbranched polymers, based on the monomer 2,2-bis(hydroxymethyl)propionic acid, functionalized with naturally occurring -Galceramide. The click chemistry permits functional group tolerance during the derivatization of Boltorn H30. Their ability to bind HIV-1 rgp 120 was demonstrated using surface plasmon resonance (SPR). / El proceso de infección por VIH-1 es entendido a nivel molecular como la coordinación de la glicoproteína gp120 del virus con glicoesfingolípidos presentes en las membranas celulares de los organismos infectados. Lo anterior permite plantear la idea de que una regulación en el metabolismo de los glicolípidos presentes en las membranas celulares, pueden influir significativamente en la inhibición de la infección con el VIH-1. A partir de esas observaciones, en el presente trabajo se describe la síntesis de glicopolímeros dendriméricos, los cuales tiene la capacidad de reconocer a la proteína rgp120 del VIH-1 e inhibir la entrada del virus a la célula. La primera meta fue la síntesis asimétrica de D-eritro-esfingosina. Posteriormente se desarrolló un protocolo eficiente para la glicosilación de ceramidas. Finalmente, dos glicopolímeros hiper-ramificados, solubles en agua, fueron sintetizados para estudiar las interacciones proteínas-carbohidrato. La estructura de dicho polímero fue el Boltorn H30, unido con una -galceramida.

Orientador: Mary Rosa Rodrigues de Marchi / Banca :Maria Lúcia Ribeiro / Banca: Ricardo Henrique Moreton Godoi / Resumo: Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) e seus derivados são associados ao aumento da incidência de diversos tipos de cânceres no homem. Os HPAs são gerados em processos de combustão incompleta, e dentre as inúmeras fontes geradoras dessas substâncias, a queima de biomassa na produção de cana-de-açúcar no Brasil tem merecido atenção deste grupo de pesquisa. A fuligem proveniente da queima de plantações de canade- açúcar permanece em suspensão no ar, e em estudos anteriores foi demonstrado que está correlacionada com o aumento de HPAs na atmosfera, podendo consequentemente influenciar na quantidade dessas substâncias presentes em ambientes internos, cuja avaliação foi o objetivo deste trabalho. Foram realizadas coletas de material particulado e de fase gasosa (a cada 24 horas) no período de entressafra (03 a 28/01/2008) e no período de safra de cana de açúcar (01/08 a 25/08/2007) no interior de uma residência de Araraquara situada a 5 km dos canaviais mais próximos. A metodologia de extração de HPAs de material particulado atmosférico foi otimizada e validada. Foram obtidos baixos coeficientes de variação no sistema cromatográfico (média de 2,5%) e coeficientes de correlação acima de 0,99 para as curvas analíticas ajustadas para 13 HPAs, demonstrando precisão e linearidade adequadas para o sistema HPLC-Fluorescência. Na otimização da metodologia de extração os melhores resultados foram obtidos utilizando-se extração seqüencial com 3 porções de 20 mL de Hexano/Acetona (1:1, v/v) por períodos de 10 minutos em banho de ultra-som, e obteve-se recuperação acima de 70% para os HPAs analisados (exceto Benzo[a]pireno - 40%), indicando boa exatidão na metodologia de extração adotada. Na avaliação do desempenho do método foram utilizadas amostras fortificadas e material de referência certificado (NIST 1649). / Abstract: Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and their derivatives are associated with an increased incidence of various types of cancers in humans. PAHs are generated in events of incomplete combustion and among the different sources generating these substances, the burning of biomass in the production of sugar cane in Brazil has deserved attention. The soot from the burning of sugar cane plantations remains in suspension in the air and has an influence on the levels of PAHs in the atmosphere outdoors, and consequently may influence the quantity of these substances in indoor environments; and the assessment of these indoor environments was the aim of this work. Sampling of particulate matter and the gas phase was done every 24 hours in the non-harvesting period (03 to 28/01/08) and the harvesting period of the sugar cane (01/08 to 25/08) inside an Araraquara residence located within 5 km of the closest sugarcane plantations. The extraction methodology for the PAHs in the atmospheric particulate matter was optimized and validated. A low variation coefficient was obtained in the chromatographic system (an average of 2.5%) and correlation coefficients above 0.99 for analytical curves adjusted for 13 PAHs, demonstrating accuracy and linearity appropriate for the HPLC/Fluorescence system. The best results for the optimization of the extraction method were obtained using a sequential extraction with 3 portions of 20 mL of hexane / acetone (1:1, v / v) for periods of 10 minutes in an ultrasonic bath, and recoveries of over 70% were obtained for the PAHs analyzed (except for Benzo[a]pyrene - 40%), indicating good accuracy for the methodology adopted for extraction. In assessing the performance of the method, fortified samples and a certified reference material (NIST 1649) were used. / Mestre

Orientador: Nelson Ramos Stradiotto / Banca: Assis Vicente Benedetti / Banca: Lucia Helena Mascaro / Banca: Adelir Aparecida Saczk / Banca: Maria Helena Troise Frank / Resumo: A presença de traços de compostos organonitrogenados (básicos e neutros), tais como, quinolina, piridina, carbazol e indol em combustíveis derivados do petróleo desempenham um importante papel no tempo de vida dos motores dos veículos. No entanto, essas substâncias podem contaminar o meio ambiente e por isso devem ser controladas, pois a maioria delas são potencialmente carcinogênicas e mutagênicas. Por estas razões, um método confiável e sensível foi desenvolvido para a determinação de compostos nitrogenados básicos e neutros em amostras de combustíveis, como a gasolina e o diesel. Este método utiliza pré-concentração com resina de troca iônica (Amberlyte® IR-120 H) e sílica gel modificada, seguido pelo uso de voltametria de pulso diferencial (DPV) em um eletrodo de carbono vítreo. O comportamento eletroquímico da quinolina, piridina, carbazol e indol estudado por voltametria cíclica (VC) sugere que a redução ocorre por meio de uma transferência eletrônica reversível seguido por uma reação química acoplada. Picos voltamétricos controlados por difusão bem resolvidos foram obtidos em N',N'-dimetilformamida (DMF) com tetrafluoroborato de tetrabutilamônio (TBABF4 0,1 M) para quinolina (−1,95 V), piridina (−2,52 V), carbazol (−2,67 V) e indol (− 2,27 V) vs. eletrodo de referência Ag|AgCl|KClsat. O método voltamétrico proposto (DPV) apresentou uma boa resposta linear a partir 0,10 até 300 mg L−1 e um limite de detecção (L.D.) de 5,05 e 0,25 μg L−1 para quinolina e piridina, e 2,66 e 7,48 μg L−1 para carbazol e indol, respectivamente. Utilizando o método da adição de padrão, a determinação simultânea de quinolina e piridina na amostra de gasolina resultou em 25,0 ± 0,3 e 33,0 ± 0,7 mg L−1 e na amostra de diesel 80,3 ± 0,2 e 131 ± 0,4 mg L−1, respectivamente. / Abstract: The presence of trace organonitrogen compounds (basic and neutral) such as quinoline, pyridine, carbazole and indole in derivative petroleum fuels plays an important role in maintaining the engines of vehicles. However, these substances can contaminate the environment and so must be controlled because most of them are potentially carcinogenic and mutagenic. For these reasons, a reliable and sensitive method was developed for the determination of basic and neutral nitrogen compounds in fuel samples such as gasoline and diesel. This method describes the use of preconcentration on an ion−exchange resin (Amberlyte® IR−120 H) and modified silica gel followed by differential pulse voltammetry (DPV) on a glassy carbon electrode. The electrochemical behavior of quinoline, pyridine, carbazol and indole as studied by cyclic voltammetry (CV) suggests that their reduction occurs via a reversible electron transfer followed by a coupled chemical reaction. Very well resolved diffusion-controlled voltammetric peaks were obtained in N',N'-dimethylformamide (DMF) with tetrabutylammonium tetrafluoroborate (TBABF4 0.1 M) for quinoline (-1.95 V), pyridine (-2.52 V), carbazole (−2.67 V) and indole (−2.27 V) vs. Ag|AgCl|KClsat reference electrode. The proposed voltammetric method (DPV) displayed a good linear response from 0.10 to 300 mg L−1 and a limit of detection (L.O.D) of 5.05 and 0.25 μg L−1 for quinoline and pyridine and 2.66 e 7.48 μg L−1 for carbazole and indole, respectively. Using the method of standard additions, the simultaneous determination of quinoline and pyridine in gasoline sample yielded 25.0 ± 0.3 and 33.0 ± 0.7 mg L-1 and in diesel sample yielded 80.3 ± 0.2 and 131 ± 0.4 mg L-1, respectively. On the other hand, simultaneous determination of carbazole and indole in gasoline sample was 64.6 ± 0.9 and 15.8 ± 0.3 mg L-1 and in the diesel sample 142 ± 1 and 9.28 ± 1 mg L-1, respectively. / Doutor

Orientador: Arnaldo Alves Cardoso / Banca: Gilbert Bannach / Banca: Ivana Cesarino / Resumo: O ozônio é o principal gás envolvido nas reações de oxidação que ocorrem na atmosfera. Esse gás pelo alto poder oxidante vem sendo utilizado em diversos processos que demandam a ação de um oxidante forte, como o processo de desinfecção de água potável e de uso para recreação. A fluorescência foi estudada como técnica de medida para o ozônio residual em água. O procedimento é baseado na reação de ozonólise que ocorre entre o ozônio e o corante índigo trisulfonado, gerando como produto uma molécula fluorescente que exibe emissão em 410 nm quando excitada em 260 nm. O procedimento utilizado é idêntico ao previamente descrito para absorbância. As vantagens são que o sinal analítico de fluorescência é resultado de uma medida de um produto da reação enquanto que na absorbância o sinal analítico é obtido do descoramento e requer a diferença entre a medida da concentração do reagente antes e após a reação. Para medidas de ozônio de concentração entre 0 á 5,5 μmolL-1 o método desenvolvido possui um limite de detecção de 0.014 μmolL-1 e quando comparado com o método colorimétrico é 100 vezes mais baixo. Em condições otimizadas de reação a intensidade de fluorescência é linear na faixa de zero e 5,5 μmol.L-1, com uma precisão de 3,66% e exatidão entre 87,2-112,8%. O método é 1000 vezes mais sensível do que o colorimétrico e não difere significativamente em um intervalo de confiança de 95%. A mesma reação foi estudada para ser aplicada em uma gota suspensa para determinar ozônio no ar ambiente. Inicialmente foi estudo o comportamento espectroscópico da espécie fluorescente buscando outros comprimentos de onda de excitação da molécula. Foi observado que a mesma pode ser excitada em 220, 260, 325 e 340 nm resultando em uma intensidade de fluorescência maior para 220 nm e menor para 325 nm. Para o desenvolvimento do método... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Ozone is the main gas involved in the oxidation reactions that occur in the atmosphere. This gas by the high oxidizing power has been used in several processes that require the action of a strong oxidant, as the process of disinfecting drinking water and recreational use. Fluorescence was studied as a technique for measuring residual ozone in water. The procedure is based on the ozonolysis reaction that occurs between ozone and indigo trisulfonate, generating product as a fluorescent molecule that exhibits emission at 410 nm when excited at 260 nm The procedure is identical to that previously described for absorbance. The advantages are that the analytical signal of fluorescence is a result of a measure of the reaction product while the absorbance at the analytical signal is obtained from the bleaching and requires the difference between the measured concentration of the reagent before and after reaction. To measure ozone concentrations from 0 to 5,5 μmolL-1, the developed method has a detection limit of 0,014 μmolL-1 and compared with the colorimetric method is 100 times lower. Under optimized reaction conditions the fluorescence intensity is linear in the range of zero to 5,5 μmol.L-1 with an accuracy of 3.66% and accuracy between 87.2 to 112.8%. The method is 1000 times more sensitive than colorimetric and does not differ significantly in a range of 95%.The same reaction was studied to be applied in a hanging drop to determine ozone in ambient air. Initially we study the spectroscopic behavior of fluorescent species looking for other wavelengths of excitation of the molecule. It was observed that one can be excited at 220, 260, 325 and 340 nm resulting in a higher fluorescence intensity for 220 nm to 325 nm and smaller. To develop the method for atmospheric ozone used a He-Cd laser with 325 nm emission, although that result in a lower emission analytical signal was the source... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Helena Redigolo Pezza / Coorientador: Leonardo Pezza / Banca: Fernando César Crnkovic / Banca: Matthieu Tubino / Resumo: Este projeto descreve o desenvolvimento de um método analítico para a determinação quantitativa de furosemida em amostras de urina, o desenvolvimento de um novo método de coleta e de análise de resíduos de armas de fogo para a posterior determinação quantitativa de chumbo coletado nas mãos dos atiradores, nos lugares de impacto e nos cartuchos de munição. O método para determinação de chumbo também foi aplicado para amostras de cachaças. Atualmente sabe-se que a realidade dos laboratórios forenses é muito diferente daquelas mostradas nas séries e filmes. São muito poucos aqueles que disponibilizam de equipamentos mais sensíveis que são, consequentemente, mais caros. Visto este problema, o presente trabalho visa desenvolver métodos simples, rápidos, de baixo custo, repetitíveis e mais limpos utilizando a técnica da espectroscopia de reflectância difusa. Os métodos desenvolvidos consistem na reação da furosemida com o regente cromogênico cloreto de ferro(III) (FeCl3) em meio micelar de brometo de dodeciltrimetilamônio (DTAB) e na reação do íon chumbo(II) (Pb2+) com rodizonato de sódio (ROD) em meio micelar de dodecil sulfato de sódio (SDS), cujas concentrações foram otimizadas por planejamentos quimiométricos. As reações foram realizadas na forma de spot test, utilizando papel de filtro qualitativo da marca Whatman como suporte sólido, envolvendo a formação de um produto colorido em 477 nm para a furosemida e 545 nm para o chumbo. As curvas analíticas foram construídas a partir de soluções padrão de furosemida (FUR) e de Pb2+. O Limite de Detecção (LD) e o Limite de Quantificação (LQ) foram, respectivamente, 0,49 e 1,62 mmol L-1 para a furosemida e 1,12 e 3,75 ppm para o chumbo, de acordo com o recomendado pela IUPAC. Os métodos propostos foram aplicados... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This project describes the development of an analytical method for the quantitative determination of furosemide in urine samples, the development of a new collection and analysis method of gunshot residues and the subsequent quantitative determination of the lead collected from the shooter's hand, in the impact sites and in the rounds of ammunition. The method for lead detection was also applied for cachaça. Nowadays it is known that the reality in forensic laboratories is very different of that seen in series and movies. There are few laboratories which have more sensible equipments, being more expensive. Having in mind this problem, the present work aims the development of methods that are simple, fast, cheap, repeatable and cleaner using diffuse reflectance spectroscopy. The developed methods consists in the reaction of furosemide with the chromogenic reagent iron(III) chloride (FeCl3) in a micellar medium of dodecyltrimethylammonium bromide (DTAB) and in the reaction of lead ion (Pb2+) with sodium rhodizonate (ROD) in a micellar medium of sodium dodecyl sulfate (SDS), which concentrations were optimized by chemometrics. The reactions were realized as spot test using Whatman qualitative filter paper as a solid support, involving the formation of a colored product in 477 nm for furosemide and 545 nm for lead ion. The analytical curves were constructed from standard solutions of furosemide and lead. The Limit of Detection (LoD) and the Limit of Quantification (LoQ) were, respectively, 0,49 and 1,62 mmol L-1 for furosemide and 1,12 and 3,75 ppm for lead, accordingly to the recommendations of IUPAC. The proposed methods were applied for the determination of furosemide in synthetic and human urine and for the determination of lead in gunshot residues (GSRs) and in commercial sugar cane brandy, with the... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Mary Rosa Rodrigues de Marchi / Banca: Mario Sergio Galhiane / Banca: Eny Maria Vieira / Resumo: A crescente preocupação com o possível impacto ambiental provocado por micropoluentes orgânicos com o potencial de causar efeitos adversos à saúde em humanos e animais selvagens tem levado a comunidade científica a pesquisar e desenvolver métodos analíticos na determinação destas substâncias, em especial alteradores endócrinos presentes em matrizes ambientais, tais como águas superficiais e subterrâneas e efluentes de ETEs. Porém, poucos estudos em solo têm sido feitos. No presente trabalho, pretende-se otimizar e validar método para determinação de estrógenos em solos tratados com esterco bovino e lodo de ETE, utilizando-se a extração sólido-líquido por banho de ultrassom seguido de extração em fase sólida (SPE) e a dispersão de matriz em fase sólida (MSPD), no intuito de avaliar os principais fatores que influenciam esse processo e identificar as melhores condições de recuperação. Os parâmetros mais utilizados no processo de validação analítica incluem os limites de detecção e quantificação, seletividade, linearidade ou faixa de trabalho, precisão e exatidão. Foram analisadas matrizes de solo da cidade de Araraquara-SP e lodo biológico proveniente da Estação de Tratamento de Esgoto de Jaú-SP, fortificadas com hormônios 17β- estradiol (E2), estrona (E1) e estriol (E3), sendo a determinação analítica feita por HPLC/UV/Fluorescência. O método foi validado de acordo com os seguintes parâmetros: faixa de trabalho, obtida a partir de curvas analíticas entre (0,8 a 10,0μg mL-1 para (E1) e (E3) e 32,0 a 400,0(ng mL-1) para o (E2); seletividade (ausência de interferentes nas amostras); exatidão (recuperação: 46-94%); precisão (CV: 1-15%); e limites de quantificação (0,1 μg g-1 para (E2) e 2,5 μg g-1 para (E1) e (E3)) para os estrógenos estudados. O método proposto permitiu análise simultânea dos estrógenos... (Resumo completo, clicar acesso eletr / Abstract: The growing concern about possible environmental impacts caused by organic micropollutants with the potential to cause adverse health effects in humans and wildlife has led the scientific community to research and develop analytical methods in determining these substances, especially endocrine disruptors present in environmental matrices such as surface and groundwaters and effluent from sewage treatment plants. However, few studies have been done in soil. In this paper, we intend to optimize and validate the method for determination of estrogens in soils treated with manure and sludge STS, using the solid-liquid extraction ultrasonic bath extraction followed by solid phase extraction (SPE) and the matrix solid phase dispersion (MSPD), in order to evaluate the main factors influencing this process and better recovery. The parameters commonly used in the validation process include the analytical limits of detection and quantification, selectivity, linearity and working range, precision and accuracy. Matrices of soil were analyzed from the city of Araraquara-SP and biological sludge from the Sewage Treatment Station Jau- SP, fortified with hormones 17β-estradiol (E2), estrone (E1) and estriol (E3), and analytical determination made HPLC/UV/Fluorescence. The method was validated according to the following parameters: working range, obtained from analytical curves between (0,8 and 10,0 μg mL-1 for (E1) and (E3), and 32,0 and 400,0 (ng mL-1) to (E2), selectivity (no interferences in the samples); accuracy (recovery: 46-94%), precision (CV: 1-15%) and limits of quantification (0,1μg g- 1 for (E2) and 2,5 μg g-1 for (E1) and (E3)) for the estrogens studied. The proposed method allows simultaneous analysis of estrogens... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O estudo sistemático da extratibilidade de cianato e ciano-complexos de trifenil-n-propil e trifenil-isopropil-fosfônio, proporcionou a possibilidade de se efetuar, com eficiência, separações bem como de elaborar prova de identificação e métodos de determinação de interesse analítico. Mediante o emprêgo de íons cianato e de trifenil-isopropil-fosfônio, pôde-se estabelecer condições que permitiram extrair, do meio aquoso, íons de cobalto com 99,3% de eficiência (coeficiente de extração), em metil-isopropil-cetôna. Conseguiu-se, dessa maneira, separar baixos teores de cobalto de grandes quantidades de níquel. Pôde-se, assim, elaborar prova para a identificação de cobalto até 0,25 &#181;g, com limite de diluição de l:2.000.000. A prova pode ser executada na presença de grande número de íons estranhos. O método quantitativo elaborado, além de possibilitar a separação dos ions Co(II) e Ni(II), permitiu determinar cobalto na faixa de concentração de 4 a 60 &#181;g/ml, diretamente no extrato orgânico, por via espetrofotométrica, em 630 m&#181;. Isolou-se um composto correspondente à fórmula (&#934;3-P-C3H7)2 [Co(OCN) 4] que se provou ser a espécie extraída no procedimento analítico. A marcante diferença de comportamento observada entre o ferrocianeto de trifenil-n-propil ou trifenil-isopropil-fosfônio e o correspondente ferricianeto, permitiu a elaboração de método para a separação quantitativa dêsses anions, mediante extração, em álcool pentílico, do ferricianeto -de trifenil-n-propilfosfônio, sendo o coeficiente de extração 97,5%. A medida espetrofotométrica, direta, do ferricianeto extraído, em 420 m&#181;, permite determinar 20 a 200 &#181;g/ml. Entretanto, após reação, na própria fase orgânica, com íons Fe(II), a coloração azul obtida tornou o método cêrca de oito vêzes mais sensível e aplicável na faixa de 2 a 18 &#181;g/ml, sendo a medida espetrofotométrica efetuada em 720 m&#181;. / O estudo sistemático da extratibilidade de cianato e ciano-complexos de trifenil-n-propil e trifenil-isopropil-fosfônio, proporcionou a possibilidade de se efetuar, com eficiência, separações bem como de elaborar prova de identificação e métodos de determinação de interesse analítico. Mediante o emprêgo de íons cianato e de trifenil-isopropil-fosfônio, pôde-se estabelecer condições que permitiram extrair, do meio aquoso, íons de cobalto com 99,3% de eficiência (coeficiente de extração), em metil-isopropil-cetôna. Conseguiu-se, dessa maneira, separar baixos teores de cobalto de grandes quantidades de níquel. Pôde-se, assim, elaborar prova para a identificação de cobalto até 0,25 &#181;g, com limite de diluição de l:2.000.000. A prova pode ser executada na presença de grande número de íons estranhos. O método quantitativo elaborado, além de possibilitar a separação dos ions Co(II) e Ni(II), permitiu determinar cobalto na faixa de concentração de 4 a 60 &#181;g/ml, diretamente no extrato orgânico, por via espetrofotométrica, em 630 m&#181;. Isolou-se um composto correspondente à fórmula (&#934;3-P-C3H7)2 [Co(OCN) 4] que se provou ser a espécie extraída no procedimento analítico. A marcante diferença de comportamento observada entre o ferrocianeto de trifenil-n-propil ou trifenil-isopropil-fosfônio e o correspondente ferricianeto, permitiu a elaboração de método para a separação quantitativa dêsses anions, mediante extração, em álcool pentílico, do ferricianeto -de trifenil-n-propilfosfônio, sendo o coeficiente de extração 97,5%. A medida espetrofotométrica, direta, do ferricianeto extraído, em 420 m&#181;, permite determinar 20 a 200 &#181;g/ml. Entretanto, após reação, na própria fase orgânica, com íons Fe(II), a coloração azul obtida tornou o método cêrca de oito vêzes mais sensível e aplicável na faixa de 2 a 18 &#181;g/ml, sendo a medida espetrofotométrica efetuada em 720 m&#181;.

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