Eletrodos à base de carbono, como os eletrodos de troca iônica, entre outros, têm aplicação principalmente no tratamento de efluentes industriais e rejeitos radioativos. Carbono é também amplamente utilizado em células a combustível como substrato para os eletrocatalisadores, por possuir elevada área superficial, que supera a sua área geométrica. O conhecimento desta superfície ativa total é importante na determinação das condições de operação de uma célula eletroquímica no que diz respeito às correntes a serem aplicadas (densidade de corrente). No presente estudo foram utilizadas duas técnicas eletroquímicas na determinação da área superficial ativa de eletrodos de carbono vítreo e poroso e eletrodos de troca iônica: espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e voltametria cíclica (VC). Os experimentos foram realizados com soluções de KNO3 0,1 mol.L-1 em célula eletroquímica de três eletrodos: eletrodo de trabalho à base de carbono, eletrodo auxiliar de platina e eletrodo de referência de Ag/AgCl. Os eletrodos de carbono vítreo e de carbono poroso utilizado possuíam uma área geométrica de 3,14 x 10-2 cm2 e 2,83 10-1 cm2, respectivamente. O eletrodo de troca iônica foi preparado misturando-se grafite, carbono, resina de troca iônica e um aglutinante, sendo esta mistura aplicada em três camadas sobre feltro de carbono, utilizando-se nos experimentos uma área geométrica de 1,0 cm2. Por EIE determinou-se diretamente a capacitância dos materiais dos eletrodos (Cd) utilizando-se os diagramas de Bode. O valor de 172 μF.cm-2 encontrado para o carbono vítreo está de acordo com a literatura (~200 μF.cm-2). Por VC, variando a velocidade de varredura de 0,2 a 2,0 mV.s-1, determinou-se a capacitância CdS (S=área superficial ativa) na região da dupla camada elétrica (DCE) para cada um dos materiais, Por EIE, foram determinados os valores de Cd de 3,0 x 10-5 μF.cm-2 e de 11,0 x 103 μF.cm-2 para os eletrodos de carbono poroso e de troca iônica, respectivamente, o que possibilitou a determinação das áreas superficiais ativas de 3,73 x 106 cm2 e 4,72 cm2. Portanto, o uso combinado das técnicas de EIE e VC mostra-se promissor para o cálculo das áreas superficiais ativas de eletrodos à base de carbono. / Carbon-based electrodes as well the ion exchange electrodes among others have been applied mainly in the treatment of industrial effluents and radioactive wastes. Carbon is also used in fuel cells as substrate for the electrocatalysts, having high surface area which surpasses its geometric area. The knowledge of the total active area is important for the determination of operating conditions of an electrochemical cell with respect to the currents to be applied (current density). In this study it was used two techniques to determine the electrochemical active surface area of glassy carbon, electrodes and ion exchange electrodes: cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The experiments were carried out with KNO3 0.1 mol.L-1 solutions in a three-electrode electrochemical cell: carbon-based working electrode, platinum auxiliary electrode and Ag/AgCl reference electrode. The glassy carbon and porous carbon electrodes with geometric areas of 3.14 x 10-2 and 2.83 10-1 cm2, respectively, were used. The ion exchange electrode was prepared by mixing graphite, carbon, ion exchange resin and a binder, and this mixture was applied in three layers on carbon felt, using a geometric area of 1.0 cm2 during the experiments. The capacitance (Cd) of the materials was determined by EIS using Bode diagrams. The value of 172 μF.cm-2 found for the glassy carbon is consistent with the literature data (~200 μF.cm-2). By VC, varying the scan rate from 0.2 to 2.0 mV.s-1, the capacitance CdS (S = active surface area) in the region of the electric double layer (EDL) of each material was determined. By EIS, the values of Cd, 3.0 x 10-5 μF.cm-2 and 11 x 103 μF.cm-2, were found for the porous carbon and ion exchange electrodes, respectively, which allowed the determination of active surface areas as 3.73 x 106 cm2 and 4.72 cm2. To sum up, the combined use of EIS and CV techniques is a valuable tool for the calculation of active surface areas of carbon-based electrodes.

O LSD, abreviação para a dietilamida do ácido lisérgico, é um alucinógeno que comumente é consumido na forma de selos e suas apreensões são constantes no cenário policial brasileiro e mundial. No momento da apreensão, nos laboratórios forenses tem-se um processo de análises químicas para a confirmação desta droga. As metodologias analíticas precisam ser sensíveis, específicas e fornecer resultados confiáveis, o que o processo de validação através de protocolos normatizados - pode garantir. Neste trabalho, propõem-se procedimentos experimentais para a determinação de LSD em amostras apreendidas através de técnicas de Voltametria Cíclica e Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) com detecções de arranjo de diodo e eletroquímica. Essas análises permitem ampliar as restritas metodologias encontradas na literatura. Esses procedimentos tiveram o perclorato de amônio em metanol com presença de água como eletrólito de suporte para a detecção voltamétrica, e com base nesses resultados, obteve-se informações para a detecção eletroquímica dentro do sistema cromatográfico. Esta mesma composição de fase móvel também permite a detecção por arranjo de diodo neste sistema. Nos três sistemas estudados, obteve os limites de quantificação de 1,64 10-6 mol L-1, 6,67 10-6 mol L-1 e 3,29 10-6 mol L-1 para as técnivas de Voltametria Cíclica, CLAE com detecção eletroquímica e detecção de arranjo de diodo, respectivamente. Tais valores mostram que as metodologias tem capacidade de analisar baixas concentrações de LSD. Além da validação dos três métodos propostos, fez-se a análise de três amostras apreendidas, das quais uma continha LSD e outras duas não. Deste modo, a partir da combinação dos mesmos componentes de fase móvel, é possível obter dois procedimentos cromatográficos baseados em diferentes tipos de detecção, enquanto que a determinação voltamétrica habilita outro tipo de análise aliando a portabilidade e rapidez da quantificação. Ao fim de todo o processo de validação envolvido, obtêm-se três metodologias que permitem a quantificação de LSD, com a confiabilidade garantida para serem aplicadas em análises de rotina de um laboratório forense. / LSD abbreviation for Lysergic Acid Diethylamide - is a hallucinogenic drug commonly consumed in blotters form. Inside the police scenario, its apprehension is constant in national and global scale. Once the drug is apprehended, forensic laboratories must follow a procedure with chemical analysis aiming a confirmatory result. The analytical methodologies applied for this purposes must be sensitive, specific and provide reliable results, and all these characteristics can be afforded with a validation process behind these procedures. In the present study, three new methodologies for the determination of LSD in seized samples are presented, based on Cyclic Voltammetry technique and High Performance Liquid Chromatography (HPLC) with diode array detection and electrochemical detection. These analyses increase the number of methodologies found in literature for the same purpose. All the experimental procedures included ammonium perchlorate in methanol with the presence of water composing the supporting electrolyte solution for voltammetric measurements. From the electrochemical information observed, it could be applied for electrochemical detection in a chromatographic system. This same composition as mobile phase enables a signal for diode array detection. In all the three systems, the values for limit of quantification were 1.64 10-6 mol L-1, 6.67 10-6 mol L-1 and 3.29 10-6 mol L-1, for voltammetric determination, HPLC with electrochemical detector and diode array detector, respectively. These results prove the methodologies can quantify low concentration of LSD in seized samples. Indeed, after all validation process, three real blotter samples were analyzed, which one of them contained LSD. In this way, from the same components in mobile phase, it is possible to gather two different procedures based on distinct detection principle, whilst the voltammetric determination might be seen as a variety for drug analysis, with portability and quickness as some characteristics for its quantification. Finally, after all validation process applied, there are three methodologies for quantification of LSD in seized samples, with confidence ensured for appliance in the routine of a forensic laboratory.

Orientador: Devaney Ribeiro do Carmo / Resumo: O presente trabalho descreve a preparação de materiais porosos (MCM-41 e Zeólita FAU) inorganofuncionalizados com Titânio e Zircônio e subsequente modificação química com hexacianoferrato de níquel. Os materiais preparados foram caracterizados empregando diferentes técnicas: Espectroscopia na Região do Infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), Ressonância Magnética Nuclear (RMN), Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X (EDX), Análise Termogravimétrica (TGA), Porosidade e Área superficial. Após a obtenção dos materias (MTiNiH, MZrNiH, ZTiNiH e ZZrNiH), realizou-se um estudo sistemático sobre o comportamento voltamétrico desses materiais, empregando a técnica de Voltametria Cíclica (VC) e eletrodos de pasta de grafite. O voltamograma cíclico dos materiais MTiNiH e ZTiNiH exibiram um par redox bem definido com Eθ’= 0,49 V e os eletrodos de pasta de grafite modificados com MZrNiH e ZZrNiH exibiram um par redox com Eθ’= 0,50 V, atribuídos ao processo Fe(II)/Fe(III) em presença de níquel (II). Os eletrodos de pasta de grafite modificados com os materiais citados anteriormente mostraram-se sensível a concentrações de isoniazida e sulfito, sendo que apresentaram melhores desempenhos na eletro-oxidação catalítica da isoniazida. Após os testes de eletro-oxidação catalítica dessas substâncias, realizou-se uma investigação da influência dos principais interferentes, de forma que a interferência observad... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work describes the preparation of porous materials (MCM-41 and FAU Zeolite) inorganofunctionalized with Titanium and Zirconium and subsequent chemical modification with nickel hexacyanoferrate. The prepared materials were characterized using different techniques: Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Nuclear Magnetic Resonance (NMR), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX), Thermogravimetric Analysis (TGA), Porosity and Surface Area. After obtaining the materials (MTiNiH, MZrNiH, ZTiNiH and ZZrNiH), a systematic study on the voltammetric behavior of these materials was performed using the Cyclic Voltammetry technique (CV) and modified graphite paste electrodes. The cyclic voltammogram of the MTiNiH and ZTiNiH materials exhibited a well-defined redox pair with Eθ’ = 0.49 V whereas the MZrNiH and ZZrNiH modified graphite paste electrodes exhibited a redox pair with Eθ’ = 0.50 V, all of them being assigned to the redox process Fe(II)/Fe(III) in the presence of nickel (II). The graphite paste electrodes modified with the aforementioned materials were sensitive to isoniazid and sulfite concentrations, and showed greater performance in the catalytic electrooxidation of isoniazid. After the catalytic electro-oxidation tests of these substances, the influence of the main interferents was investigated and so the observed interference was not significant for isoniazid. Recovery of these substances fro... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Devaney Ribeiro do Carmo / Resumo: O presente trabalho descreve a preparação de partículas formadas a partir de Pentacianonitrosilferrato (III) de sódio e Cloreto de cádmio. As partículas foram preparadas em quatro proporções empregando os solventes Água/Formamida (100:0; 80:20; 40:60; 0:100) com o objetivo de investigar a sua influência na morfologia, topologia e nas propriedades eletrocatalíticas das partículas. Os materiais foram caracterizados por técnicas espectroscópicas e eletroquímica tais como: Espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), Espectroscopia Raman, Reflectância difusa (UV-visível), Difração de raios-X (DRX), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectrometria de energia dispersiva de raios-X (EDS), Microscopia eletrônica de transmissão (MET) e voltametria cíclica (VC). Após as caracterizações foram realizados estudos sobre as propriedades eletroquímicas dos materiais utilizando um eletrodo de pasta de grafite. Dos quatro sistemas estudados, apenas dois foram sensíveis à concentrações de isoniazida, a saber o CdNP-3 e CdNP-4. Ambos os sistemas apresentaram duas regiões lineares de sinal em função da concentração com limites de detecção de 6,80×10-5 mol L-1 e 7,07×10-4 mol L-1, e 2,18×10-4 mol L-1 e 1,16×10-3 mol L-1 para os sistemas CdNP-3 e CdNP-4, respectivamente. Para o sistema CdNP-3 observou-se uma sensibilidade amperométrica de 23,96 mA mol L-1 e 10, 83 mA mol L-1, já para CdNP-4 observou-se uma sensibilidade amperométrica de 17,80 mA mol L-1 e 5,79 mA mol L-1 para cada reg... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work describes the preparation of particles formed from Sodium Pentacyanonitrosylferrate (III) and Cadmium Chloride. The particles were prepared in four ratios using solvents Water / Formamide (100:0, 80:20, 40:60, 0:100) to investigate the influence on particle morphology, topology and electrocatalytic properties. The materials were characterized by spectroscopic and electrochemical techniques such as: Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, Diffuse reflectance (UV-Visible), X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM), Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), Transmission electron microscopy (TEM) and Cyclic voltammetry (CV). After the characterization studies, the electrochemical properties of materials were performed using a graphite paste electrode. Of the four systems studied, only two tests with concentrations of isoniazid, CdNP-3 and CdNP-4. Both systems presented two linear concentrations with detection limits of 6.80 × 10-5 mol L-1 and 7.07 × 10-4 mol L-1 and 2.18 × 10-4 mol L-1 and 1.16 × 10-3 mol L-1 for the CdNP-3 and CdNP-4 systems, respectively. For the CdNP-3 system, an amperometric sensitivity of 23.96 mA mol L-1 and 10.83 mA mol L-1 was observed, whereas for CdNP-4 an amperometric sensitivity of 17.80 mA mol L-1 and 5.79 mA mol L-1 for each linear region. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-01-20Bitstream added on 2014-06-13T18:53:39Z : No. of bitstreams: 1 soares_la_me_ilha.pdf: 1532013 bytes, checksum: 0f4004d265a97a7015b084d2b64eb7b7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho apresenta a preparação de um silsesquioxano nanoestruturado, o cloropropilsilsesquioxano (S) que foi organofuncionalizado com os seguintes agentes modificadores: 4-amino-3-hidrazinico-5-mercapto-1,2,4-triazol (Purpald®) e o 4-amino-5-4(piridil)-4H-1,2,4-triazol-3-tiol (APTT), os materiais obtidos dessa funcionalização foram descritos como SP e SA, respectivamente. Os materiais SP e SA foram caracterizados por diversas técnicas espectroscópicas: Espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR), Ressonância magnética nuclear 29Si e 13C no estado sólido (RMN), Difração de Raios- X (DRX), Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios X (EDX), Termogravimetria e Análise Térmica Diferencial (TG – DTA). Após a devida caracterização, realizaram-se estudos de adsorção de íons metálicos (Cu2+, Cd2+ e Ni2+) nos sítios ativos do SA, porém, curiosamente não se observou a mesma capacidade de sorção pelo SP. Diferentes meios foram estudados no processo de adsorção dos íons metálicos supracitados: aquoso, etanólico 99% e etanólico 42%, determinando-se o tempo de equilíbrio de adsorção, que para ambos os meios e metais esse tempo máximo foi em média 35 min. Determinado o tempo de equilíbrio de adsorção dos íons metálicos em cada sistema, determinou-se a capacidade específica de sorção (Nfmax) através de isotermas de adsorção. Para o Cu2+, os valores de Nf foram: meio aquoso (3,09 × 10-4 mol g-1), etanólico 42% (1,03 × 10-4 mol g-1) e etanólico 99% (1,86 × 10-4 mol g-1), com concentrações de íons Cu2+ variando de 1,74 a 29,64 mol L-1. Os valores encontrados para o Ni2+ foram: em meio aquoso (2,11 × 10-4 mol g-1), etanólico 42% (0,97 × 10-4 mol g-1) e etanólico 99% (1,05 × 10-4 mol g-1), com concentrações de íons Ni2+ variando de 2,25 a 33,18 mol L-1. Para os íons cádmio não foram... / This work presents the preparation of a nanostructured silsesquioxane, the cloropropilsilsesquioxano (S) that was organofunctionalised with the following modifying agents: 4-amino-3-hydrazino 5 - mercapto 1,2,4 triazole (Purpald ®) and 4- amino-5-4 (pyridyl)-4H-1,2,4-triazole-3-thiol (APTT), the materials obtained of the functionalization were described as SP and SA, respectively. The materials SA and SP were characterized by various spectroscopic techniques such as spectroscopy in the region of infrared (FTIR), nuclear magnetic resonance 29Si and 13C solid-state (NMR), X-ray diffraction (XRD), Energy Dispersive Spectroscopy Rays (EDS), Thermogravimetry and Differential Thermal Analysis (TG - DTA). After proper characterization, were carried studies on adsorption of metallic ions such as Cu2+, Ni2+ and Cd2+ in the active sites of SA, but curiously did not observe the same sorption capacity of the SP. Different methods were studied in the adsorption of metal ions above: aqueous, 99% ethanolic and 42% ethanolic, determining the adsorption equilibrium time, which for both means and metals the maximum time averaged 35 min. After determining the adsorption equilibrium time of metal ions in each system, we determined the specific sorption capacity (Nfmax) through adsorption isotherms. For Cu2+, the values of Nf were: aqueous solution (3.09 × 10-4 mol g-1), 42% ethanolic (1.03 × 10-4 mol g-1) and 99% ethanolic (1.86 × 10-4 mol g-1), with Cu2 + ion concentrations ranging from 1.74 to 29.64 mol L-1. The values obtained for the Ni2+ were: aqueous solution (2.11 × 10-4 mol g-1), 42% ethanolic (0.97 × 10-4 mol g-1) and 99% ethanolic (1.05 × 10-4 mol g-1), with Ni2 + ion concentrations ranging from 2.25 to 33.18 mol L-1. For the cadmium ions were not observed saturation of adsorption sites in the concentration range studied, not getting the maximum... (Summary complete electronic access click below)

Submitted by TAMIRES ROCHA SOUZA (tami.rs.farm@gmail.com) on 2018-05-02T19:18:53Z No. of bitstreams: 1 DEFESA - VERSÃO FINAL.pdf: 3139508 bytes, checksum: fd4ffb1d470a0125ed405e09475c39eb (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-05-02T20:06:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 souza_tr_me_ilha.pdf: 3139508 bytes, checksum: fd4ffb1d470a0125ed405e09475c39eb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-02T20:06:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 souza_tr_me_ilha.pdf: 3139508 bytes, checksum: fd4ffb1d470a0125ed405e09475c39eb (MD5) Previous issue date: 2018-03-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho descreve a preparação de partículas formadas a partir de Pentacianonitrosilferrato (III) de sódio e Cloreto de cádmio. As partículas foram preparadas em quatro proporções empregando os solventes Água/Formamida (100:0; 80:20; 40:60; 0:100) com o objetivo de investigar a sua influência na morfologia, topologia e nas propriedades eletrocatalíticas das partículas. Os materiais foram caracterizados por técnicas espectroscópicas e eletroquímica tais como: Espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), Espectroscopia Raman, Reflectância difusa (UV-visível), Difração de raios-X (DRX), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectrometria de energia dispersiva de raios-X (EDS), Microscopia eletrônica de transmissão (MET) e voltametria cíclica (VC). Após as caracterizações foram realizados estudos sobre as propriedades eletroquímicas dos materiais utilizando um eletrodo de pasta de grafite. Dos quatro sistemas estudados, apenas dois foram sensíveis à concentrações de isoniazida, a saber o CdNP-3 e CdNP-4. Ambos os sistemas apresentaram duas regiões lineares de sinal em função da concentração com limites de detecção de 6,80×10-5 mol L-1 e 7,07×10-4 mol L-1, e 2,18×10-4 mol L-1 e 1,16×10-3 mol L-1 para os sistemas CdNP-3 e CdNP-4, respectivamente. Para o sistema CdNP-3 observou-se uma sensibilidade amperométrica de 23,96 mA mol L-1 e 10, 83 mA mol L-1, já para CdNP-4 observou-se uma sensibilidade amperométrica de 17,80 mA mol L-1 e 5,79 mA mol L-1 para cada região linear. / The present work describes the preparation of particles formed from Sodium Pentacyanonitrosylferrate (III) and Cadmium Chloride. The particles were prepared in four ratios using solvents Water / Formamide (100:0, 80:20, 40:60, 0:100) to investigate the influence on particle morphology, topology and electrocatalytic properties. The materials were characterized by spectroscopic and electrochemical techniques such as: Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, Diffuse reflectance (UV-Visible), X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM), Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), Transmission electron microscopy (TEM) and Cyclic voltammetry (CV). After the characterization studies, the electrochemical properties of materials were performed using a graphite paste electrode. Of the four systems studied, only two tests with concentrations of isoniazid, CdNP-3 and CdNP-4. Both systems presented two linear concentrations with detection limits of 6.80 × 10-5 mol L-1 and 7.07 × 10-4 mol L-1 and 2.18 × 10-4 mol L-1 and 1.16 × 10-3 mol L-1 for the CdNP-3 and CdNP-4 systems, respectively. For the CdNP-3 system, an amperometric sensitivity of 23.96 mA mol L-1 and 10.83 mA mol L-1 was observed, whereas for CdNP-4 an amperometric sensitivity of 17.80 mA mol L-1 and 5.79 mA mol L-1 for each linear region.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-10-17T13:06:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Giselle BANCA.pdf: 2438394 bytes, checksum: 8b3d0cc9d7991a7ac011cdf4cdccabaf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-17T13:06:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Giselle BANCA.pdf: 2438394 bytes, checksum: 8b3d0cc9d7991a7ac011cdf4cdccabaf (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / FACEPE / A esquistossomose é um sério problema de saúde pública, é uma doença negligenciada e intimamente relacionada com baixos índices de desenvolvimento social. Neste trabalho, foi realizada uma detecção eletroquímica de DNA Schistosoma mansoni com base em uma monocamada auto-montada de ácido mercaptobenzóico (MBA) imobilizando nanoestruturas compostas por nanopartículas de ouro (AuNPs) e nanopartículas de magnetita (Fe3O4_NPs). Espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e voltametria cíclica (CV) foram utilizadas para monitorar o evento de bioreconhecimento do sistema de MBA-Fe3O4_NPs-AuNPs-DNAsonda revela uma resposta eletroquímica eficaz indicando a modificação da superfície. O biosistema proposto foi capaz de reconhecer sequências de nucleótidos específica de S. mansoni presente em amostras de soro e líquido cefalorraquidiano (LCR) em diferentes concentrações de DNA do genoma. O resultado do bioreconhecimento gerou um aumento na resistência de transferência de elétrons e uma diminuição dos picos de corrente em concentrações de DNA durante as medições eletroquímicas. A plataforma desenvolvida mostrou um limite de detecção do DNA de 0,781 e 0,685 pg.μL- 1 para soro e LCR respectivamente. Portanto, o biossensor obtido pode ser considerado como um instrumento útil para a detecção especifica de S. mansoni em baixas concentrações em vários fluidos biológicos. / Schistosomiasis is a neglected disease closely related to the low levels of social development and a serious public health problem. In this work, we performed an electrochemical detection of Schistosoma mansoni DNA with a self-assembled monolayer of mercaptobenzoic acid (MBA) immobilizing nanostructures composed by gold nanoparticles (AuNPs) and magnetite nanoparticles (Fe3O4_NPs). Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and Cyclic Voltammetry (CV) were used to monitor the biorecognition event. MBA-Fe3O4_NPs-AuNPs-DNAprobe system reveals an effective electrochemical response indicating the surface modification. The proposed biosystem was capable to recognize specific nucleotide sequence of S. mansoni present in cerebrospinal fluid (CFS) serum samples at different genome DNA concentrations. The biorecognition results in an increase in the electron transfer resistance and a decrease of the current peaks at higher DNA concentrations during electrochemical measurements. The developed platform showed a DNA detection limit of 0.781 and 0.685 pg.μL- 1 for serum and CFS, respectively. Therefore, the obtained biosensor can be considered as a useful tool for specific detection of S. mansoni at low concentrations in various biological fluids.

Molecular electrochemistry has proved to be very useful for characterizing redox reactions and deciphering chemical reaction mechanisms that are associated with electron transfer. It correlates strongly with redox-based medicine. In this study, we investigated the electrochemical behavior of pterocarpanquinones and selenoquinones, in protic and aprotic media, in the absence and presence of oxygen, in order to obtain data regarding their reduction mechanisms, reactivity with oxygen, the analysis of the stability of the electrogenerated intermediates and interactions with biological targets, like DNA. In typical measurements, CVs were recorded in aprotic medium (DMF + TBAPF6) to resemble the cell membrane environment. On the other hand, protic medium mimics the hydrophilic regions of the biological matrixes. This work shows cases of successful pharmacoelectrochemical investigations. In the first case, we investigate the electrochemical behavior of LQB-118, a pterocarpanquinone, which is anticancer and parasiticidal, with biological mechanisms of action related to the formation of ROS and interaction with DNA, among others. The cyclic voltammogram (VC) for LQB-118 in aprotic medium exhibits, at least, four waves. The first two are related to the usual reduction of quinones. The presence of additional waves suggests the clivage of the heterocyclic rings and the generation of additional reducible systems. A spectroelectrochemical investigation revealed the appearance of new absorption bands, which suggest the formation of the transient quinonamethide (QM). The QM was captured with thiophenol. In addition, electrochemical experiments were performed in the presence and absence of oxygen to verify the reactivity with oxygen, after the reduction of LQB-118 and its derivatives, with positive results. Studies with the ssDNA biosensor in solution showed positive interaction with LQB-118 and its electrogenerated products. The interaction of LQB-118 with CT-DNA was also evidenced by the fluorescence quenching technique. In the second case, CV was used to investigate the electrochemical behaviour of the antitumor selenoquinones. The obtained profiles confirmed the presence of two individual redox centres. All the compounds had shown electrochemical activity in the cathodic and anodic portions of the CVs. We also studied the behaviour of the compounds in protic medium. Electrochemical methods do well to predict the mechanism for adduct formation, structural rearrangement, generation of reactive oxigen species of pterocarpanquinones and appear well-adapted to explore redox pathways of all the compounds in vitro to be correlated to in vivo studies. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A eletroquímica molecular tem se mostrado muito útil para caracterizar reações redox e decifrar mecanismos reacionais associados à transferência de elétrons. Relaciona-se fortemente com a medicina redox. Neste estudo, investigou-se o comportamento eletroquímico de quinonas híbridas, tais como pterocarpanoquinonas e selenoquinonas, em meios prótico e aprótico, na ausência e presença de oxigênio, a fim de obter dados sobre seus mecanismos de redução e oxidação, reatividade com oxigênio, análise da estabilidade dos intermediários eletrogerados e interações com alvos biológicos importantes, como os tióis e o DNA. Em medidas típicas, os voltamogramas cíclicos (VCs) foram registrados em meio aprótico (DMF + TBABF6), para se assemelhar ao ambiente lipofílico, típico de membranas celulares. Por outro lado, o meio prótico mimetiza regiões hidrofílicas das matrizes biológicas. Este trabalho descreve dois casos de investigações farmacoeletroquímicas bem-sucedidas. No primeiro caso, investigou-se o comportamento eletroquímico da LQB-118, uma pterocarpanoquinona antitumoral e parasiticida, com mecanismos de ação relacionados à formação de espécies reativas de oxigênio (EROs) e interação com DNA, entre outros. Estudou-se também as pterocarpanoquinonas derivadas da LQB-118, mais precisamente seus derivados clorado, bromado e nitrado. O voltamograma cíclico (VC) para a LQB-118, em meio aprótico, exibe, pelo menos, quatro ondas catódicas. As duas primeiras são relacionadas com a redução habitual de quinonas. A presença de ondas adicionais sugere a quebra de anel heterocíclico e a geração de sistemas redutíveis adicionais. Investigação espectroeletroquímica revelou o surgimento de novas bandas de absorção, as quais sugerem a formação do quinonametídeo (QM) transiente. O QM foi capturado com tiofenol. Além disso, experimentos eletroquímicos foram realizados na presença e na ausência de oxigênio para verificar a reatividade com oxigênio, após a redução de LQB-118 e seus derivados, com resultados positivos. Estudos com o sensor de ssDNA, em solução, mostrou interação positiva com LQB-118 e seus produtos eletrogerados. A interação de LQB-118 com CT-DNA também foi evidenciada através da técnica de quenching de fluorescência. No segundo caso, a voltametria cíclica foi utilizada para investigar o comportamento eletroquímico de selenoquinonas antitumorais. Os perfis obtidos confirmam a presença de dois centros redox individuais. Todos os compostos mostraram atividade eletroquímica nas regiões anódica e catódica dos VCs. Estudou-se também o comportamento dos compostos em meio prótico e foi observada a formação de selenóxidos. Métodos eletroquímicos se mostraram adequados para prever rearranjos estruturais, formação de adutos, geração de espécies reativas de oxigênio, no caso de pterocarpanquinonas e para explorar caminhos redox in vitro das outras séries, correlacionando-se aos estudos in vivo.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-02-15T15:22:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - João Carlos Martins.pdf: 2839902 bytes, checksum: f515009c41a7024f990b1cb0971c911e (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-02-15T15:22:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - João Carlos Martins.pdf: 2839902 bytes, checksum: f515009c41a7024f990b1cb0971c911e (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-02-15T15:22:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - João Carlos Martins.pdf: 2839902 bytes, checksum: f515009c41a7024f990b1cb0971c911e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-15T15:22:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - João Carlos Martins.pdf: 2839902 bytes, checksum: f515009c41a7024f990b1cb0971c911e (MD5) Previous issue date: 2016-08-09 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Electrochemical capacitors are energy storage devices that have high power density and higher energy density than a conventional capacitor, so they are used in portable devices like cell phones and cameras. The materials used in these devices are carbon, conductive polymers and transition metal oxides. The conductive polymers have increasingly attracting the interest of many researchers to the application in supercapacitors, within that classification polyaniline (PANI) has great merit due to good conductivity, stability and easy preparation. The polyaniline (PANI) was studied by galvanotechnics potentiostatic mode at 0.7 V. using a stainless steel substrate in ratio of 1:1, 2:1, 5:1 and 10:1 (mol.L-1 sulfuric acid H2SO4 and Aniline 99%) for 900 and 1800 seconds. The SEM analysis showed that the morphologies of the proportions 1: 1 and 2: 1 have more spongy and dense areas than the electrodeposited polymer films in ratios 5: 1 and 10: 1. The electrochemical characterizations were investigated by: chronoamperometry, cyclic voltammetry, charge-discharge and electrochemical impedance spectroscopy. Through the measures by cyclic voltammetry, we found the redox couple of leucoemeraldine / emeraldine and by the charge-discharge a 884 F.g-1 capacitance was achieved. Already, by the electrochemical impedance spectroscopy was performed a prospective study and found that the polymeric films obtained are capacitive, without the formation of resistive semicircle. / Capacitores eletroquímicos são dispositivos de armazenamento de energia que possuem alta densidade de potência e densidade de energia mais elevada que um capacitor convencional, podendo ser utilizados em equipamentos portáteis como celulares e câmeras fotográficas. Os materiais geralmente utilizados nestes dispositivos são carbono, polímeros condutores e óxidos de metais de transição. Os polímeros condutores têm cada vez mais atraído o interesse de muitos pesquisadores para aplicação em supercapacitores. Dentre esta classificação, a polianilina (PANI) tem grande destaque, devido à boa condutividade, estabilidade e facilidade na preparação. A polianilina (PANI) foi estudada pela técnica galvânica modo potenciostática em 0,7 V, utilizando como substrato o aço inoxidável, em proporções de 1:1, 2:1, 5:1 e 10: 1 (mol.L-1 de H2SO4 e anilina 99%), nos tempos de 900 e 1800 segundos. Pelas análises de MEV, observou-se que as morfologias nas proporções de 1:1 e 2:1 apresentaram áreas mais esponjosas e densas que os filmes poliméricos eletrodepositados nas razões 5:1 e 10:1. As caracterizações eletroquímicas foram investigadas por: cronoamperiometria, voltametria cíclica, carga-descarga e espectroscopia de impedância eletroquímica. Nos cronoamperogramas dos filmes sintetizados em 1800 segundos obteve-se os maiores acúmulos de cargas, consequentemente, os materiais obtidos neste tempo foram os de maiores espessuras. Através, das mensuras por voltametria cíclica encontrou-se o par redox da leucoesmeraldina/esmeraldina e, pela carga-descarga, foi alcançada uma capacitância de 884 F.g-1. Já pela espectroscopia de impedância eletroquímica, realizou-se um estudo de potencial e concluiu-se que o os filmes poliméricos obtidos são capacitivos, não havendo a formação de semicírculo resistivo.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-01-29T14:18:58Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Valeska S. Jezini.pdf: 4244716 bytes, checksum: 2092acb9d1b709ff3be50013cfb0f567 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-02-01T14:44:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Valeska S. Jezini.pdf: 4244716 bytes, checksum: 2092acb9d1b709ff3be50013cfb0f567 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-02-01T14:44:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Valeska S. Jezini.pdf: 4244716 bytes, checksum: 2092acb9d1b709ff3be50013cfb0f567 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-01T14:44:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Valeska S. Jezini.pdf: 4244716 bytes, checksum: 2092acb9d1b709ff3be50013cfb0f567 (MD5) Previous issue date: 2015-09-25 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Electrochemical capacitors are energy storage devices that have high power density and higher energy density than a conventional capacitor, they are used in portable devices like cell phones and cameras. The materials used in these devices are carbon, conductive polymers and transition metal oxides. Currently, Fe2O3 is gaining prominence due to its low cost, non-toxicity, and easy handling. Composite metal oxides and carbonaceous materials have been extensively studied, because of the properties of these two materials, forming a hybrid supercapacitor. Among the carbonaceous materials, graphene gets prominence mainly because of the electrical conductivity, surface area and chemical stability. In this work, the Fe2O3 was synthesized by the polymeric precursor method and the graphene oxide was synthesized by the Hummers method. Physical characterization of Fe2O3 was performed by studying the calcination temperature effect on the structure and morphology of the oxide obtained by the polymeric precursors method which showed thermal transition between the γ - Fe2O3 and α - Fe2O3 phases that occurs between 370 and 600 ⁰C. The electrochemical characterization was performed by cycle voltammetry and galvanostatic charge/discharge. The cycle voltammetry showed pseudocapacitor behavior of Fe2O3. The specific capacitance values were calculated for charge/discharge and showed that the oxide calcined at 400 ⁰C obtained the highest value. The physical characterization of the reduced graphene oxide obtained was conducted to demonstrate the oxidation of the graphite and reducing the graphene oxide. Then the Fe2O3/rGO composite was synthesized and held their physical characterization, showing the synergistic effect of the two materials together. The cyclic voltammetry curves show that the composite exhibits a hybrid supercapacitor behavior, joining the pseudocapacitor characteristics of Fe2O3 with the graphene characteristics of electrochemical double layer capacitor. The specific capacitance values were calculated for charge/discharge and show that pure Fe2O3 obtained value greater than the composite synthesized in this work. Among the composites, which contained 80% Fe2O3 and 20% rGO had the highest specific capacitance. / Capacitores eletroquímicos são dispositivos de armazenamento de energia que possuem alta densidade de potência e densidade de energia mais elevada que um capacitor convencional, eles podem ser utilizados em equipamentos portáteis como celulares e câmeras fotográficas. Os materiais geralmente utilizados nestes dispositivos são carbono, polímeros condutores e óxidos de metais de transição. Atualmente, o Fe2O3 vem ganhando destaque devido ao seu baixo custo, não toxidade e fácil manipulação. Compósitos de óxidos de metais e materiais carbonáceos têm sido bastante estudados, visando reunir as propriedades destes dois materiais, formando um supercapacitor híbrido. Dentre os materiais carbonáceos, o grafeno recebe destaque principalmente devido a sua condutividade elétrica, área superficial e estabilidade química. Neste trabalho, o Fe2O3 foi sintetizado pelo método dos precursores poliméricos e o óxido de grafeno foi sintetizado pelo método de Hummers. Foi realizada a caracterização física do Fe2O3, estudando o efeito da temperatura de calcinação sobre a estrutura e morfologia do óxido obtido pelo método dos precursores poliméricos, que mostrou a transição térmica entre as fases γ - Fe2O3 e α - Fe2O3 que ocorre entre 370 e 600 ⁰C. A caracterização eletroquímica foi realizada por voltametria cíclica e carga e descarga. As voltametrias mostraram o comportamento pseudocapacitivo do Fe2O3. Os valores de capacitância específica foram calculados por carga e descarga e mostram que o óxido calcinado a 400 ⁰C , que continha uma mistura de fases γ - Fe2O3 e α - Fe2O3 , obteve o maior valor. A caracterização física do óxido de grafeno reduzido obtido foi realizada para comprovar a oxidação da grafite e a redução do óxido de grafeno. Em seguida foi sintetizado o compósito Fe2O3/rGO e realizada a sua caracterização física, mostrando o efeito sinérgico dos dois materiais juntos. As curvas de voltametria cíclica mostram que o compósito exibe um comportamento de supercapacitor híbrido, reunindo as características pseudocapacitivas do Fe2O3 com as características de um supercapacitor de dupla camada do grafeno. Os valores de capacitância específica foram calculados por carga e descarga e mostram que o Fe2O3 puro obteve maior valor que o compósito preparado neste trabalho. Entre os compósitos, o que continha 80% de Fe2O3 e 20% de rGO obteve a maior capacitância específica.