Orientador: Maria Del Pilar Taboada Sotomayor / Banca: Olga Maria Mascarenhas de Faria Oliveira / Banca: Antonio Aparecido Pupim Ferreira / Banca: Cesar Ricardo Teixeira Tarley / Banca: Rosa Amalia Fireman Dutra / Resumo: O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de biossensor baseado em extrato de açaí e sensor biomimético baseado em polímeros de impressão molecular, para a determinação eletroquímica da hexazinona-HXZ (3-ciclohexila-6-(dimetilamino)-1-metil-1,3,5-triazina-2,4(1H,3H)-diona) empregando eletrodos de pasta de carbono e de ouro. O sensor biomimético à base de pasta de carbono foi construído usando polímeros biomiméticos, MIPs (Moleculary Imprinted Polymer). As sínteses dos MIPs e dos respectivos polímeros de controle NIPs, foram realizadas pelos métodos de bulk e de precipitação. O comportamento eletroquímico do sensor biomimético foi estudado por voltametria cíclica e a quantificação da hexazinona foi realizada utilizando voltametria adsortiva de pulso diferencial com redissolução catódica (DPAdCSV). Sob estas condições, obteve-se uma faixa de resposta para HXZ, entre 2,0 x 10-11 e 1,1 x 10-10 mol L-1, e um limite de detecção de 5,8 x 10-12 mol L-1, o sensor biomimetico foi aplicado para a determinação de hexazinona em agua utilizada em uma plantação de cana de açucar, obtendo-se uma recuperação de 98%. No biossensor, a base do extrato de açaí usou-se um eletrodo de ouro cuja superfície foi modificada com monocamadas auto-arranjadas (SAM) de cistamina sobre a qual foi imobilizada a enzima peroxidase extraída da polpa de açaí (Euterpe oleracea). A voltametria de onda quadrada foi a técnica utilizada na otimização e quantificação do herbicida, obtendo-se uma resposta para HXZ de 2,0 x 10-5 até 1,1, x 10-4 mol L-1 e limite de detecção de 6,6 x 10-6 mol L-1. Os resultados obtidos mostram que os sensores propostos são promissores para a quantificação da hexazinona. / Abstract: The present work describe the development of electrochemical biosensors and biomimetec sensor for the determination of hexazinone-HXZ (3-ciclohexyl-6- (dimethylamino)-1-methyl-1,3,5-triazine-2,4(1H,3H)-dione) employing carbon paste and gold electrodes. The biomimetic sensor based on carbon paste was prepared using molecularly imprinted polymers (MIPs). The syntheses of MIPs and the respective control polymers, NIPs, were performed by bulk and precipitation methods. The electrochemical behavior of biomimetic sensor was studied by cyclic voltammetry and the quantification of hexazinone was performed using differential pulse adsorptive cathodic stripping voltammetry (DPAdCSV). Under these conditions response range was obtained for HXZ between 2.0 x 10-11 e 1.1 x 10-10 mol L-1 and detection limit of 5.8 x 10-12 mol L-1. the biomimetic sensor was applied to real samples of a sugar plantation, the recovery was 98% The In the second sensor gold electrode was used whose surface was modified with self-assembled monolayers (SAM) of cystamine on which was immobilized peroxidase enzyme extracted from the pulp of Açai (Euterpe oleracea). The square wave voltammetry technique was used in the optimization and quantification of the herbicide having response for HXZ 2.0 x 10-5 up to 1.1 x 10-4 mol L-1 and detection limit of 6.6 μmol L-1. The results obtained show that the proposed sensors are promising for the quantification of this pesticide. / Doutor

Orientador: José Anchieta Gomes Neto / Banca: Marisa Spirandeli Crespi / Banca: Jorge Luiz Raposo Júnior / Resumo: Foi desenvolvido um equipamento de baixo custo, portátil e multifuncional que integra num único dispositivo quatro técnicas analíticas: fotometria, turbidimetria, nefelometria e fluorimetria. Os principais componentes do equipamento proposto são: diodo emissor de luz (LED) como fontes de radiação; resistor dependente de luz (LDR) como fotodetector; multímetro digital como dispositivo de leitura; um bloco cilíndrico de Nylon preto. Para avaliar o desempenho do equipamento, fez-se a determinação de fósforo (fotometria) e de enxofre (turbidimetria) em fertilizante, de enxofre em material vegetal (nefelometria) e de quinina em água tônica (fluorimetria). As determinações também foram feitas em um equipamento comercial para fins comparativos. Para a determinação de fósforo pelo método do fosfovanadomolibdato, a faixa de trabalho foi de 0,07 a 6,52 mg L-1 (r= 0,9944) e o limite de detecção foi de 0,06 mg L-1. Para a determinação turbidimétrica de sulfato pelo método da precipitação de sulfato de bário, a calibração foi de 2,5 a 100 mg L-1 (r= 0,9982), sendo o limite de detecção 0,23 mg L-1. Na determinação nefelométrica de sulfato, a faixa linear foi de 0,2 a 1,8 mg L-1 (r= 0,9948) e o limite de detecção de 0,10 mg L-1. Na determinação fluorimétrica de quinina, a faixa linear foi de 0,16 a 8,0 mg L-1 (r= 0,9982) e limite de detecção de 0,011 mg L-1. Os resultados obtidos foram comparados com aqueles fornecidos por equipamentos comerciais e resultados concordantes foram observados ao nível de 95% de confiança. Materiais de referência foram analisados pelo equipamento proposto e os resultados para fósforo e enxofre foram concordantes com os respectivos valores certificados ao nível de 95% de confiança. Além do potencial analítico, o equipamento proposto apresenta utilidade como ferramenta didática. O aprendizado do conteúdo de métodos ópticos de análise pode ser estimulado quando há melhor... / Abstract: A new portable, low cost and multifunctional equipment comprising four analytical techniques (photometry, turbidimetry, nephelometry and fluorimetry) in one single device was developed The main components of the developed device are light emitting diode (LED) as radiation source, light-dependent resistor (LDR) as photodetector, digital multimeter as reading device, and a black plastic container. The performance of the device was checked by determining phosphorus in fertilizer (photometry), sulfur in fertilizer (turbidimetry), sulfur in vegetable samples (nephelometry) and quinine in tonic water (fluorimetry). All determinations were also made in commercial equipments for comparison purposes. The phosphovanadomolibdate method was employed for phosphorus determination within the 0.07 - 6.52 mg L-1 concentration range ((r= 0.9944), and the detection limit was 0.06 mg L-1. The precipitation of barium sulfate was employed for turbidimetric and nephelometric determination of sulfate. For the turbidimetric technique, the calibration range was in the 2.5 - 100 mg L-1 (r= 0.9982), and the detection limit was 0.23 mg L-1. For nephelometry, calibration within 0.2 - 1.8 mg L-1 (r= 0.9948) resulted in detection limit of 0.10 mg L-1. The fluorimetric determination of quinine in the 0.16 - 8.0 mg L-1 linear working range (r= 0.9982) resulted in 0.011 mg L-1 detection limit. Results found by the proposed device were in agreement with those obtained by commercial equipments at 95% confidence level. Standard reference materials were also analyzed, and results for P and S were in agreement with certified values. Besides analytical capabilities, the proposed device may be useful for teaching. The learning goals of some optical techniques may be easier using easy-to-make instruments. / Mestre

Orientador: Mirian Cristina dos Santos / Banca: Marcia Regina de Moura Aouada / Banca: Silmara Rossana Bianchi / Resumo: Neste trabalho foram desenvolvidos métodos de análise aplicados a baterias e pilhas. A primeira etapa do trabalho consistiu na caracterização do material ativo das amostras de baterias e pilhas. Com a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Dispersão de Energia (EDS), foi possível calcular o tamanho médio das partículas com variação de 8,08 a 22,96 μm e verificar a presença dos metais tóxicos como Cd, Cr e Ni. O Cd apenas foi encontrado na bateria de Níquel- Cádmio (NiCd) e os demais elementos potencialmente tóxicos (Cr, Pb, As e Hg) não foram detectados. Ainda para a caracterização do material ativo das amostras e com auxílio da Difratometria de Raios-X (DRX) foi possível identificar a presença dos compostos químicos. Ensaio de lixiviação foi realizado para promover a extração dos metais tóxicos presentes no material ativo das baterias e pilhas. Os lixiviados foram analisados por Espectrometria de Absorção Atômica em Chama (FAAS) e Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Acoplado Indutivamente (ICP OES) para a quantificação dos metais Cr, Cd, Ni e Pb. O procedimento utilizado para promover as extrações foi ABNT NBR 10.005/2004 que permitiu avaliar a toxicidade do resíduo sólido. Os resultados obtidos através das duas técnicas utilizadas foram concordantes entre si, com a aplicação do Test t de Student com 95% de confiança e se mostraram adequadas para a determinação dos analitos de interesse no extrato lixiviado. A bateria NiCd apresentou uma alta concentração de Cd em sua composição e foi considerada um resíduo tóxico segundo a NBR 10.005/2004. Para a determinação total dos analitos na amostra de bateria NiCd, foi desenvolvido um procedimento de preparo de amostra que permitiu a total digestão da mesma, visando à quantificação dos metais tóxicos por ICP OES. O procedimento B se mostrou mais adequado para promover a... / Abstract: In this work analytical methods applied to batteries were developed. The first stage work consisted in the characterization of the active material of the samples and batteries. With Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) it was possible to calculate the mean particle size with a range from 8.08 to 22.96 μm and verifying the presence of toxic metals such as Cd, Cr and Ni. The Cd was found only in the nickel-cadmium - NiCd batteries only, the other potentially toxic elements (Cd, Cr, Pb, As and Hg) were not detected. For the characterization of active material and the samples with the aid of X- Ray Diffraction (XRD) it was possible to identify the presence of chemical compounds. Leaching test was conducted to promote the extraction of toxic metals present in the active material of batteries. The leachates were analyzed by Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS) and Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP OES) for the quantification of metals Cr, Cd, Ni and Pb. The procedure used to promote the extractions was the ABNT NBR 10.005/2004 devised for evaluating the toxicity of solid waste. The results obtained by the two techniques were concordant between themselves, with the application of the Student's t-test with 95% confidence level and were adequate for the determination of the analytes in the leachate extract. The NiCd battery showed a high concentration of Cd in its composition and was considered a toxic waste according to NBR 10.005/2004. For total determination of the analytes in the NiCd sample, a procedure for sample preparation was developed that resulted in complete digestion of the same in order to quantify the toxic metals by ICP OES. Procedure B was more suitable to promote digestion of the samples with the determination of Cr, Cd, Ni and Pb. The accuracy using procedure B was evaluated using the NiCd battery and the ... / Mestre

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Doutoramento em Química Analítica / PhD Degree - Analytical Chemistry / Nesta dissertação descrevem-se vários sistemas de fluxo, desenvolvidos com o objectivo de permitirem efectuar em linha alguns tipos de pré-tratamento da amostra muito comuns na análise laboratorial, visando contribuir para facilitar a aplicação e expandir as potencialidades analíticas da espectrofotometria atómica e da espectrometria de massa em análise elementar, em Química Clínica. No Capítulo de Introdução a esta dissertação é feita uma descrição sumária do interesse da análise elementar inorgânica no contexto da Química Clínica e descrevem-se as estratégias de fluxo e as técnicas instrumentais mais comummente utilizadas para esse fim, com especial destaque para a descrição dos conceitos e princípios básicos da técnica de ICP-MS. No trabalho experimental descrito nos primeiros três primeiros Capítulos foram utilizadas técnicas de espectrofotometria atómica e foram empregues diferentes estratégias de fluxo, nomeadamente multicomutação e multi-impulsão. Concretamente, construíram-se sistemas capazes de adequarem, em linha, a concentração do analito ao intervalo de resposta instrumental linear, quer por meio de procedimentos de diluição, quer por meio de procedimentos de pré-concentração. No primeiro trabalho descrito envolvendo multi-impulsão, são apresentados ainda os resultados obtidos no estudo da influência exercida por um fluxo pulsado, característico daquele tipo de sistemas, sobre os processos de aspiração e nebulização das soluções próprios do equipamento de espectrofotometria atómica. No trabalho apresentado no último Capítulo descreve-se um sistema de SIA que permite a separação/pré-concentração dos analitos, neste caso PGEs, a partir de amostras de urina, de modo a serem posteriormente quantificados por ICP-MS, com um analisador de massas do tipo quadrupolo. / In this dissertation several flow systems are described, which were developed in order to allow performing on line some sample pretreatments that are very common in laboratory analysis. These flow systems were intended to allow an easier application and expansion of the analytical potentialities of atomic spectrophotometry and mass spectrometry in elemental analysis, in Clinical Chemistry. In the Chapter of Introduction to this dissertation a brief description of the interest of the inorganic elemental analysis in Clinical Chemistry context is made, and flow strategies and the instrumental techniques more commonly used for that purpose are described, giving special emphasis to the description of the concepts and basic principles of ICP-MS technique. In the experimental work described in the first three Chapters, atomic spectrophotometric techniques were used and different flow strategies were employed, namely multicommutation and multipumping. Concretely, flow systems capable of adjusting, on line, the concentration of the analyte to the instrumental linear range, either by means of dilution procedures or by means of preconcentration procedures, were assembled. In the first work described involving multipumping, the results obtained in the study on the influence exerted by a pulsed flow, which is a feature of that type of systems, in the process of solutions aspiration and nebulization that are characteristic of atomic spectrophotometry equipment, are also presented. In the work presented in the last Chapter, a SIA flow system that allows the separation/preconcentration of the analytes, which in this case are PGEs, from urine samples, in order to allow their subsequent quantification by ICP-MS with quadrupole mass analyzer, is described.

Doutoramento em Ciências Farmacêuticas / PhD in Pharmaceutical Sciences

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