Scotch Whisky is a complex mixture comprising thousands of chemical species at a diverse range of concentrations. The identities, origins, and significance of many of these compounds is largely unknown. Routine characterisation of Scotch Whisky mostly utilises techniques such as gas or liquid chromatography (GC, LC) coupled to a FID, UV, or low-resolution mass spectrometry (MS) detector. In this thesis, advanced spectroscopic and spectrometric techniques are investigated as potential complementary means to unravel the chemical complexity of Scotch Whisky. Chemometric methods are applied to decipher the significance or potential origin of many of these compounds. Being predominantly (ca. 99 %) protonated 'solvent' - ethanol and water - 1H and 13C Nuclear Magnetic Resonance (NMR) required solvent suppression to be implemented into the acquisition of high resolution spectra. A 1D NOESY-presaturation sequence was modified and implemented in automation for this purpose. Furthermore, this solvent suppression was coupled with several 1D and 2D homo- and heterocorrelated NMR experiments for the analysis of Scotch Whisky. With limited sample preparation - only addition of buffer - an approximate limit of detection of 50 μm was achieved. The developed NMR methodology was subsequently used for structural elucidation of dozens of compounds in Scotch Whisky. Quantification of these compounds was hindered by variable chemical shifts, signal overlap, and for some compounds the existence of equilibria of different forms. Quantification of ethanol concentrations in model solutions and genuine Scotch Whisky samples was successful. A large set of Scotch Whisky samples were analysed by the solvent suppressed 1D 1H NMR methodology and various statistical techniques including statistical total correlation spectroscopy (STOCSY), independent and principal component analysis (ICA, PCA), and orthogonal partial least squares discriminant analysis (OPLS-DA). Various parameters were modelled, and discrimination of 'malt' or 'blend' status was achieved, whilst maturation wood type discrimination was less successful. High resolution negative mode electrospray ionisation (ESI) Fourier transform ion cyclotron resonance (FTICR) MS was then used to examine a large set of Scotch Whisky samples. Thousands of unique molecular formulae were assigned within a 1 ppm threshold, representing an assignment rate of 72-88 % of the detected peaks in the spectra. Assignments were selectively confirmed by isotopic fine structure (IFS) analysis, and structural information obtained by both quadrupolar isolation and fragmentation, and in-cell isolation and fragmentation. Similar chemometric methods as applied to NMR data were used to model sample parameters, and identification of potential maturation wood marker compounds was achieved. Alternative ionisation sources - including atmospheric pressure chemical- and photo-ionisation (APCI, APPI), and laser desorption ionisation (LDI) - were compared for the analysis of Scotch Whisky by FTICR MS. The differing sources provide complementary compositional information on the sample set, with APCI and LDI being most different to ESI in terms of compounds ionised and spectral profiles. Positive mode ionisation was also successful, but molecular formula assignment was hindered by insufficient resolving power. Late experimentation pushed the achievable resolving power to 2.8 million at m/z 400, however the required approach is significantly more time consuming and prone to signal quality degradation. Formula assignment software, both commercial, open source, and in-house developed, were compared. The commercial and published open source software provided essentially identical results for Scotch Whisky, and whilst the in-house tools assigned fewer species (a subset of those assigned by the other tools), they did so with a smaller mean error of assignment. Various analysis and visualisation tools for MS data of complex mixtures were also developed.

Control de calidad sensorial de bebidas alcohólicas utilizando rápidos sensores químicosEn la presente tesis Doctoral, han sido aplicados dos sensores artificiales para el análisis debebidas alcohólicas: la nariz electrónica basada en la espectrometría de masas (MS) y la lenguaelectrónica basada en la espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR). Elpropósito fue desarrollar nuevas estrategias para analizar la autenticidad de estos productos,desde un punto de vista sensorial, por medio de técnicas las espectrales antes mencionadas.Adicionalmente, ha sido utilizado un espectrofotómetro UV-visible como ojo electrónico. Eltrabajo presentado pretende ser un avance significativo hacia el desarrollo de un catadorelectrónico mediante la fusión de los tres sensores químicos: nariz electrónica, lenguaelectrónica y ojo electrónico.Sensory quality control of alcoholic beverages using fast chemical sensorsIn the present Doctoral Thesis, two chemical artificial sensors are applied to the analysis ofalcoholic beverages: the Mass Spectrometry (MS)-based electronic-noses and Fouriertransform infrared (FTIR)-based electronic-tongue. The aim was developing new strategies totest the authenticity of these products, from a sensory point of view, by means of the spectraltechniques above mentioned. Additionally, has been used an UV-visible spectrophotometer aselectronic eye. The work presented wants to be a significant advance towards the developmentof an electronic taster through the fusion of three chemical sensors: electronic nose, electronictongue and electronic eye.

Submitted by Rafael Vieira (vieira.rafa1986@gmail.com) on 2016-01-06T18:57:51Z No. of bitstreams: 1 dissertacao final rafael.pdf: 11211535 bytes, checksum: e982b9dd12cb7bf43a451db3f5e30076 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-01-06T19:24:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 vieira_r_me_araiq_par.pdf: 1125273 bytes, checksum: 201f41df3c870e0118ce7d37d6eca396 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-06T19:24:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 vieira_r_me_araiq_par.pdf: 1125273 bytes, checksum: 201f41df3c870e0118ce7d37d6eca396 (MD5) Previous issue date: 2015-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho de mestrado tem, como foco principal, analisar o comportamento do fungo Xylaria sp. perante variações físico-químicas, através da abordagem OSMAC (One Strain, Many Compounds). Para realizar tais induções e explorar a variabilidade da rede metabólica deste micro-organismo, um planejamento fatorial foi desenhado visando induzir a variabilidade (ou a potencialização) de metabólitos. Diante de respaldos quimiométricos, induções planejadas foram impostas ao micro-organismo e observou-se variações no perfil químico nos extratos brutos. Somado a isso, técnicas de desreplicação foram usadas a fim de estudar quimicamente as matrizes complexas produzidas por este fungo visando a produção de metabólitos de alto valor agregado e determinou-se condições específicas para produção de moléculas de citocalasina D e de griseofulvina. / This work has as its main focus, analyze the behavior of the fungus Xylaria sp. before physicochemical variations via the OSMAC approach (One Strain, Compounds Many). To achieve such induction and exploit the variability of the metabolic network of this micro-organism, a factorial design was designed to induce variability (or potentiating) metabolites. Before chemometric backrests, planned inductions were imposed on the micro-organism and it was observed variations in the chemical profile in crude extracts. Added to this, dereplication techniques were used to study the chemically complex matrices produced by this fungus aimed at producing high added value and metabolites was determined specific conditions for the production of molecules cytochalasin D and griseofulvin.

L’agence européenne du médicament (EMA) stipule que les entreprises pharmaceutiques se doivent d’améliorer continuellement le contrôle de leur production afin de garantir la qualité des médicaments et préserver la santé des patients. Les outils analytiques classiques sont, par exemple, capables d’examiner l’intégralité d’un comprimé pharmaceutique pour contrôler la qualité et la quantité des substances actives utilisées et estimer leurs profils de libération dans l’organisme. Ils ne permettent cependant pas de cartographier la distribution des composés chimiques pourtant considérée comme un critère important pour la qualité du médicament. Des techniques d’imagerie chimique comme la MSI MALDI sont donc utilisées afin de déterminer par une analyse unique la répartition spatiale et la structure des composés constituant les médicaments. Toutefois, la MSI MALDI nécessite une préparation des échantillons relativement complexe et génère des données de grande taille difficilement exploitables. Ces caractéristiques, ainsi que l’absence de spectromètre de masse adapté à l’analyse de formes pharmaceutiques solides, complexifient la mise en place de la MSI MALDI au sein de laboratoires industriels. Les travaux réalisés durant cette thèse ont eu pour objectifs d’améliorer le protocole de préparation des échantillons, d’optimiser le système d’acquisition et de mettre en place les outils chimiométriques et informatiques nécessaires à l’analyse des images MALDI au sein de l’entreprise Technologie Servier. Les développements réalisés et les résultats obtenus ont finalement permis la résolution de problématiques inexplicables jusqu’alors par les techniques analytiques classiques. / European Medicines Agency (EMA) recommendations stipulate that pharmaceutical companies have to continually improve manufacturing efficiency to ensure drug product quality. The commonly used analytical tools provide information about drug substance quality and dosage or the drug release profile by dissolving the whole tablet. However these analytical tools are not able to highlight the distribution of chemical compounds contained in the tablet. This is why chemical imaging such as MALDI MSI are used to extract the spatial and spectral information from pharmaceutical solid dosage forms. This hyperspectral imaging technique needs complex sample preparation and generates huge dataset. These two features, as well as the lack of optimized mass spectrometers to study tablets, make difficult the implementation of the MALDI MSI in industrial laboratories. During this thesis, the sample preparation protocol has been improved, the mass spectrometer has been optimized to analyze tablets and chemometrics tools has been developed in order to implement MALDI MSI within Technologie Servier company.

Desenvolvimento de metodologia para a determinação de aflatoxinas em amostras de amendoim usando espectrofluorimetria e análise dos fatores paralelos (PARAFAC). 2012. 92 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Química, Universidade do Estado do Rio de Janeiro , Rio de Janeiro, 2012. Neste trabalho de pesquisa são descritos dois estudos de caso que se baseiam na determinação de aflatoxinas B1, B2, G1 e G2 em amostras de amendoim, utilizando a técnica de espectroscopia de fluorescência molecular. O primeiro estudo tem o objetivo de avaliar a metodologia empregada para a quantificação de aflatoxinas totais em amendoins, utilizando o método clássico de validação fazendo-se o uso da calibração univariada. Os principais parâmetros de desempenho foram avaliados visando certificar a possibilidade de implementação desta metodologia em laboratórios. O segundo estudo está focado na separação e quantificação destas aflatoxinas com a aplicação combinada da espectrofluorimetria e de um método quimiométrico de segunda ordem (PARAFAC) utilizando a calibração multivariada. Esta técnica pode ser empregada como uma alternativa viável para a determinação de aflatoxinas B1, B2, G1 e G2 isoladamente, tradicionalmente é feito por cromatografia líquida de alta eficiência com detector de fluorescência. Porém, como estes analitos apresentam uma larga faixa de sobreposição espectral e as aflatoxinas (B1 e G1) possuem intensidade de sinal de fluorescência bem abaixo das demais, a separação e quantificação das quatro aflatoxinas foi inviável. O estudo foi retomado com a utilização das aflatoxinas B2 e G2 e os resultados alcançados foram satisfatórios. O método utilizado para a quantificação de aflatoxinas totais apresentou bons resultados, mostrando-se como uma importante ferramenta para a determinação destes analitos. Alem disso, comtempla perfeitamente o que é requerido pela legislação brasileira para a análise de aflatoxinas B1, B2, G1 e G2, que tem como exigência em laudos finais de análise a declaração do somatório, em g/kg, destas aflatoxinas, ou seja, sem a necessidade de quantifica-las separadamente / This research describes two case studies that are based on the determination of aflatoxins B1, B2, G1 and G2 in peanut samples, using the technique of molecular fluorescence spectroscopy. The first study aims to evaluate the methodology used for the quantification of total aflatoxins in peanuts, using the classical validation method by employing univariate calibration. The main performance parameters were evaluated to assure the ability to ensure implementation of this methodology in laboratories. The second study focuses on the separation and quantification of these aflatoxins with the combined application spectrofluorimetry and a chemometric method of second order (PARAFAC) using the multivariate calibration. This technique can be used as a viable alternative for the determination of aflatoxins B1, B2, G1 and G2 alone, which traditionally is done by high performance liquid chromatography with fluorescence detection. However, as these analytes exhibit a wide range of spectral overlap and the aflatoxins (B1 and G1) have intensity of fluorescence signal well below the others, the separation and quantification of the four aflatoxins was not feasible. The study was resumed with the use of aflatoxins B2 and G2 and the results were satisfactory. The method used for quantification of total aflatoxins showed good results, showing itself as an important tool for the determination of these analytes. Furthermore, it contemplates exactly what is required by Brazilian legislation for the analysis of aflatoxins B1, B2, G1 and G2, which as a requirement in the final analysis reports is the statement of the sum, in g/kg, these aflatoxins, ie without the need to quantify them separately

Submitted by JUHAN AUGUSTO SCARDELATO PEREIRA null (juhan_01@yahoo.com.br) on 2017-05-02T14:37:47Z No. of bitstreams: 1 TESE - Juhan.pdf: 6743117 bytes, checksum: 50e774d88c707774b6f0ab9bbb9969f8 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-05-03T20:25:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pereira_jas_dr_arafcf.pdf: 6743117 bytes, checksum: 50e774d88c707774b6f0ab9bbb9969f8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-03T20:25:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pereira_jas_dr_arafcf.pdf: 6743117 bytes, checksum: 50e774d88c707774b6f0ab9bbb9969f8 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Cordia verbenacea DC. pertence à família Boraginaceae, a qual contém aproximadamente 100 gêneros com mais de 2.000 espécies. Ocorre ao longo de todo litoral brasileiro, sendo comum na Floresta Tropical Atlântica e possuindo vários nomes populares, sendo o mais comum erva-baleeira. É utilizada tradicionalmente para tratar vários processos inflamatórios. O laboratório Aché® desenvolveu um medicamento fitoterápico anti-inflamatório tópico à base do óleo essencial de C. verbenacea (Acheflan®) e a espécie está presente no Formulário Nacional de Fitoterápicos da Farmacopeia Brasileira. Considerando a relevância de estudos de variabilidade química para espécies medicinais e a ausência destes dados na literatura para C. verbenacea propomos realizar um estudo da dinâmica do metabolismo da espécie focado nas variações sazonal, circadiana e populacional. As folhas de C. verbenacea foram coletadas, secas, trituradas e submetidas à maceração com etanol (1:15 m/v). Posteriormente, foi realizada uma extração em fase sólida com o extrato etanólico seco obtendo-se 10 frações, as quais foram analisadas por CCD e CLAE-UV. A fração 4.1 foi escolhida para cromatografia em coluna originando 120 subfrações, das quais três estavam semipurificadas. Utilizando a técnica de CLAE preparativa foram purificadas quatro substâncias, sendo três obtidas com mais de 95 % de pureza (CLAE-UV). As substâncias foram analisadas por técnicas espectrométricas (UV, IV e RMN), sendo identificados os triterpenos cordialina A e cis-cordialina A e dois flavonoides, 4’,5-diidroxi-2’,3,5’,6,7-pentametoxiflavona ou 2’,5-diidroxi-4’,3,5’,6,7-pentametoxiflavona e a artemetina. Um método por CLAE-DAD foi desenvolvido e aplicado na análise dos extratos etanólicos dos estudos populacional, circadiano e sazonal, incluindo a obtenção de seus perfis cromatográficos e a quantificação das substâncias purificadas. Os estudos populacional, circadiano e sazonal evidenciaram diferenças quantitativas em relação as substâncias majoritárias após a análise cromatográfica, sendo a substância diidroxipentametoxiflavona encontrada em maior quantidade no espécimen 13II4 do estudo populacional, já no estudo circadiano o horário das 04:30 h apresentou maior rendimento e no estudo sazonal maior tendência de produção deste flavonoide no período de janeiro a março de 2015/2016, enquanto que para os triterpenos o espécimen 3IV1 apresentou maior rendimento no estudo populacional e os espécimens 2II5 e 3II5 maior rendimento no estudos circadiano e sazonal, sendo os períodos de março a maio de 2015 e janeiro a março de 2016 os de maior tendência de produção desses triterpenos. A análise quimiométrica evidenciou uma diferença quantitativa dos metabólitos não voláteis entre os espécimens. A análise estatística utilizando ANOVA evidenciou que o rendimento do extrato e o teor dos triterpenos e flavonoide são afetados pelos períodos do ano. Foram obtidos os óleos essenciais dos 27 espécimens do estudo populacional e dos sete espécimens dos estudos circadiano e sazonal. O teor de óleo essencial na droga vegetal e sua coloração (amarelo claro, amarelo, esverdeado e azul) variaram entre os espécimens analisados. A análise por CCD também evidenciou diferenças significativas entre eles. Os dados obtidos por CCD dos 27 espécimens do estudo populacional foram utilizados em análises por PCA e HCA, observando-se agrupamento dos espécimes de óleo de cor azul/esverdeados em relação aos demais óleos de cor amarela. Esses agrupamentos também foram verificados nas PCA e HCA obtidas com dados por CG-EM, evidenciando que a amostra do óleo essencial do espécimen 13I5 possui maior tendência de produção do trans-cariofileno e do α-humuleno. Os óleos de cor azul/esverdeados evidenciaram a presença de três substâncias específicas: elemeno, camazuleno e espatulenol. A análise estatística utilizando ANOVA evidenciou que o rendimento do óleo essencial e o teor de seus componentes são afetados pelos períodos do ano, mas não pelo ritmo circadiano. / Cordia verbenacea DC. belongs to the Boraginaceae family which contains about 100 genera with more than 2,000 species. C. verbenacea is popularly named erva-baleeira and occurs throughout the Brazilian coast including the Atlantic Rainforest. It is traditionally used to treat various inflammatory processes and was employed by Aché® laboratory for the development of Acheflan®, an anti-inflammatory topical medicine containing the essential oil of C. verbenacea. Considering the relevance of chemical variability studies for medicinal plants we propose to develop a study of the metabolism dynamics focused on seasonal, circadian and population variations. The leaves of C. verbenacea were collected, dried, crushed and macerated with ethanol (1:15 m/v). The solid phase extraction with ethanolic extract yielded 10 fractions which were analyzed by TLC and HPLC. Fraction 4.1 was selected for column chromatography yielding 120 subfractions. Four compounds were isolated using preparative HPLC-UV and three compounds presented high purity (≤95 %; HPLC-UV) and were analyzed by spectrophotometric techniques (UV, IR, NMR). Compounds were identified as the triterpenes cordialin A and cis-cordialin A and the flavonoides 4',5-dihydroxy-2',3,5',6,7-pentametoxiflavone or 2',5-dihydroxy-4',3,5',6,7-pentametoxiflavone and artemetin. An HPLC-DAD method was developed for the analysis of the ethanolic extract. The ethanolic extracts of seasonal, circadian and population studies were analyzed by HPLC-DAD. All these studies showed quantitative differences in relation to the majority compounds, being the substance dihydroxypentamethoxyflavone found in a larger quantity in specimen 13II4 of the population study, already in the circadian study the time of 04:30 h had a higher yield and in the seasonal study a greater trend of production of this flavonoid in the period from january to march of 2015/2016, while for the triterpenes the specimen 3IV1 presented higher yield in the population study and the specimens 2II5 and 3II5 greater yield in the circadian and seasonal studies, being the periods of march to may of 2015 and january to march of 2016 the ones of greater tendency of production of these triterpenes. The statistical analysis using ANOVA showed that the yield of the extract and the content of triterpenes and flavonoid were affected by the periods of the year. Essential oils were obtained from the 27 specimens from the population study and the seven specimens from the circadian and seasonal studies. The essential oil content in the plant drug and its color (light yellow, yellow, green and blue) differed among the specimens. The TLC analysis also showed significant differences among the oils. Data obtained by TLC analyzes of the 27 specimens of the population study were used in PCA and HCA analyzes that showed two groups of oils - blue / green oil specimens and yellow color oil specimens. These clusters were also verified in PCA and HCA obtained with GC-MS data, evidencing that the sample of the 13I5 of the specimen has a greater trend of production of trans-caryophyllene and α-humulene. The blue/green oils showed the presence of 3 specific compounds: elemene, camazulene and spatulenol. The statistical analysis using ANOVA showed that the yield of the essential oil and the content of its components were affected by the periods of the year, but not by circadian rythm. / FAPESP: 2013/24298-9

Desenvolvimento de metodologia para a determinação de aflatoxinas em amostras de amendoim usando espectrofluorimetria e análise dos fatores paralelos (PARAFAC). 2012. 92 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Química, Universidade do Estado do Rio de Janeiro , Rio de Janeiro, 2012. Neste trabalho de pesquisa são descritos dois estudos de caso que se baseiam na determinação de aflatoxinas B1, B2, G1 e G2 em amostras de amendoim, utilizando a técnica de espectroscopia de fluorescência molecular. O primeiro estudo tem o objetivo de avaliar a metodologia empregada para a quantificação de aflatoxinas totais em amendoins, utilizando o método clássico de validação fazendo-se o uso da calibração univariada. Os principais parâmetros de desempenho foram avaliados visando certificar a possibilidade de implementação desta metodologia em laboratórios. O segundo estudo está focado na separação e quantificação destas aflatoxinas com a aplicação combinada da espectrofluorimetria e de um método quimiométrico de segunda ordem (PARAFAC) utilizando a calibração multivariada. Esta técnica pode ser empregada como uma alternativa viável para a determinação de aflatoxinas B1, B2, G1 e G2 isoladamente, tradicionalmente é feito por cromatografia líquida de alta eficiência com detector de fluorescência. Porém, como estes analitos apresentam uma larga faixa de sobreposição espectral e as aflatoxinas (B1 e G1) possuem intensidade de sinal de fluorescência bem abaixo das demais, a separação e quantificação das quatro aflatoxinas foi inviável. O estudo foi retomado com a utilização das aflatoxinas B2 e G2 e os resultados alcançados foram satisfatórios. O método utilizado para a quantificação de aflatoxinas totais apresentou bons resultados, mostrando-se como uma importante ferramenta para a determinação destes analitos. Alem disso, comtempla perfeitamente o que é requerido pela legislação brasileira para a análise de aflatoxinas B1, B2, G1 e G2, que tem como exigência em laudos finais de análise a declaração do somatório, em g/kg, destas aflatoxinas, ou seja, sem a necessidade de quantifica-las separadamente / This research describes two case studies that are based on the determination of aflatoxins B1, B2, G1 and G2 in peanut samples, using the technique of molecular fluorescence spectroscopy. The first study aims to evaluate the methodology used for the quantification of total aflatoxins in peanuts, using the classical validation method by employing univariate calibration. The main performance parameters were evaluated to assure the ability to ensure implementation of this methodology in laboratories. The second study focuses on the separation and quantification of these aflatoxins with the combined application spectrofluorimetry and a chemometric method of second order (PARAFAC) using the multivariate calibration. This technique can be used as a viable alternative for the determination of aflatoxins B1, B2, G1 and G2 alone, which traditionally is done by high performance liquid chromatography with fluorescence detection. However, as these analytes exhibit a wide range of spectral overlap and the aflatoxins (B1 and G1) have intensity of fluorescence signal well below the others, the separation and quantification of the four aflatoxins was not feasible. The study was resumed with the use of aflatoxins B2 and G2 and the results were satisfactory. The method used for quantification of total aflatoxins showed good results, showing itself as an important tool for the determination of these analytes. Furthermore, it contemplates exactly what is required by Brazilian legislation for the analysis of aflatoxins B1, B2, G1 and G2, which as a requirement in the final analysis reports is the statement of the sum, in g/kg, these aflatoxins, ie without the need to quantify them separately

Orientador: Ronei Jesus Poppi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T19:01:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_IngridKomorizonode_M.pdf: 6898312 bytes, checksum: 2d635a3b5378ed641231dd6d196d33f9 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Cartas de controle multivariadas em conjunto com espectroscopia no infravermelho próximo foram desenvolvidas para avaliar a qualidade de misturas diesel/biodiesel (98% de diesel e 2% de biodiesel). Três cartas foram desenvolvidas baseadas no sinal analítico líquido (NAS): a cartas NAS que corresponde ao analito de interesse (biodiesel nesse caso), a carta de interferente que corresponde a contribuição de outros compostos na amostra (diesel nesse caso) e a carta de resíduos que corresponde a variação não-sistemática. Para cada carta, limites estatísticos foram desenvolvidos utilizando amostras dentro das especificações de qualidade. Foi possível identificar amostras de misturas diesel/biodiesel que estavam fora das especificações relativas à quantidade de biodiesel, biodiesel contaminado com óleo vegetal e diesel contaminado com gasolina. No presente trabalho também foi desenvolvido um modelo de calibração multivariada para a determinação do valor de acidez de biodiesel degradado a partir de espectros na região do infravermelho próximo. O valor de acidez, um dos parâmetros de qualidade do biodiesel, está relacionado com o grau de degradação do biodiesel. O modelo desenvolvido foi baseado no método dos mínimos quadrados parciais (PLS) e validado baseando-se nos cálculos de figuras de mérito. Resultados bastante satisfatórios foram obtidos com erros abaixo de 3,4% e limites de detecção e quantificação de 0,018 e 0,059 mg KOH/g, respectivamente / Abstract: Multivariate control charts in jointly with near infrared spectroscopy were developed to verify the quality of biodiesel blends (2% of biodiesel and 98% of diesel). The control charts were built using the net analyte signal, generating three charts: the NAS chart that corresponds to the analyte of interest (biodiesel in this case), the interference chart that corresponds to the contribution of other compounds in the sample (diesel in this case) and the residual chart that corresponds to nonsystematic variations. For each chart, statistical limits were developed using samples inside the quality specifications. It was possible to identify biodiesel blend samples that were out of specifications relative to biodiesel content, biodiesel contaminated with vegetable oil and diesel contaminated with naphtha. In the present work it was also developed a model of multivariate calibration for the acid value determination of degraded biodiesel using the spectra in the near infrared region. The acid value, one biodiesel quality parameter, is related with the degree of biodiesel degradation. The developed model was based on the partial least squares method (PLS) and it was validated by figures of merit calculation. Feasible results were obtained with errors below to 3.4% and detection and quantification limits of 0.018 and 0.059 mg KOH/g, respectively / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química

Orientador: Ronei Jesus Poppi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T21:54:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carneiro_RenatoLajarim_D.pdf: 16062859 bytes, checksum: c72b3cda768bf8c8db297365bc89231c (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Foram estudadas metodologias quimiométricas para análises exploratórias e quantitativas de preparações farmacêuticas utilizando a técnica de espectroscopia de imagens na região do infravermelho próximo (NIR) e início do infravermelho médio (MIR). Foram realizadas três aplicações como segue: 1ª Análise exploratória para diagnosticar separações de fases em um medicamento apresentado na forma de pomada. Foram utilizados os métodos de Análise das Componentes Principais (PCA) e Resolução Multivariada de Curvas ¿ Quadrados Mínimos Alternados (MCR-ALS). Foi possível constatar que o solvente do princípio ativo (API) não formava uma fase estável com o veículo utilizado, ocorrendo separação de fases; 2ª Análise exploratória para diagnosticar formação de cristais em um medicamento apresentado na forma de creme (emulsão). Foram utilizados os métodos PCA e MCR-ALS. Foi observada a cristalização do API com o solvente utilizado; 3ª Determinação da distribuição superficial do princípio ativo e excipientes em comprimidos, avaliando a homogeneidade da amostra. Foram utilizados modelos PCA para análise exploratória e modelos Quadrados Mínimos Parciais por Intervalos (iPLS) para quantificação. Os mapas de concentração mostraram que o medicamento em questão era homogêneo com exceção de alguns cristais presentes. De maneira geral, a técnica de espectroscopia de imagens mostrou grande potencial na determinação da homogeneidade de fármacos, gerando resultados que podem ser interpretados visualmente através dos mapas de absorção, escores ou de concentração. / Abstract: Chemometric methods were studied for exploratory and quantitative analysis of pharmaceutical preparations using near and mid infrared (NIR and MIR) imaging spectroscopy. Three applications were accomplished as follows: 1st Exploratory analysis to diagnose phase separation in a ointment formulation. It was used Principal Component Analysis (PCA) and Multivariate Curve Resolution - Alternating Least Squares (MCR-ALS) methods. Phase separation was observed between ointment base (vehicle) and solvent of the active ingredient (API); 2nd Exploratory analysis to diagnose crystallization process in a cream (emulsion). It was used PCA and MCR-ALS methods. Crystallization was observed after stability period due precipitation of a API salt; 3rd Determination of superficial distribution of the API and excipients in tablets in order to evaluate sample homogeneity. PCA models were used for exploratory analysis and Interval Partial Least Squares (iPLS) model was applied for API and excipient quantification. Concentration maps of tablets showed good API and excipient homogeneity, except for a few large crystals. These applications showed that imaging spectroscopy is a powerful tool for homogeneity studies of pharmaceutical preparations. Results of three applications could be visually interpreted through absorption, score and concentration maps. / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:12:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Texto.pdf: 670987 bytes, checksum: 264fe3069938dd9253b87d19da74b774 (MD5) Previous issue date: 2009-08-13 / Inorganic constituents found in cigarettes come from the tobacco plant, as it absorbs them from the soil, which can be contaminated by chemical fertilizers and environment factors. Inorganic constituents are necessary for many vital functions of human metabolism, but their lack or excess in human body can lead to biological disorder. Lead and cadmium are particularly toxic. While cobalt, cupper and nickel can be highly toxic if inhaled as carbon composites, and that is what happens as a person smokes. In this work, twenty cigarette brands, commonly available to consumers, were classified using chemometric methods, regarding the concentration of potentially toxic inorganic constituents, as Cd, Co, Cu, Pb and Ni. A method of acid digestion in microwave oven was used for opening the samples that was done in triplicate, using HNO3 65% and H2O2 35% as reagent. Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS) was used as analytical technique for the five inorganic constituents determination in the cigarette brands, which results were expressed in μg g-1. Results points to Cu, Pb and Co, as the main elements in every sample. Ni is an element of intermediate content while Cd presents values under 0,6 μg g-1. PCA and HCA, Chemiometric Methods, were applied, after determination of these inorganic constituents in cigarette samples. PCA from original data in five spatial dimensions inside the three main component plane explains 83,25% of total variance, being verified the formation of four distinct classes. HCA presented the same groups formed by PCA. Therefore this research goal is to verify if popular cigarette brands are potentially toxic inorganic constituents source and to classify them as the concentration of these elements by Chemometric Methods / Os constituintes inorgânicos potencialmente tóxicos presente no cigarro são oriundos da própria planta do tabaco, que os absorve através do solo como conseqüência da utilização dos fertilizantes e fatores ambientais. Para muitas das funções vitais do metabolismo humano os constituintes inorgânicos são necessários, de modo que o excesso ou deficiência podem gerar desordem biológica no organismo. Os elementos chumbo e cádmio são particularmente tóxicos. No caso de cobalto, cobre e níquel, esses podem tornar-se altamente tóxicos se inalados como compostos de carbono, e, é o que ocorre durante o ato de fumar. Neste trabalho, vinte marcas de cigarros, popularmente consumidos no Brasil, foram classificadas de acordo com a concentração de Cd, Co, Cu, Pb e Ni. Para a abertura das amostras foi empregado o método de digestão ácida em forno de microondas. Todas as amostras foram abertas em triplicatas, utilizando como reagentes HNO3 65% e H2O2 35%. A técnica analítica usada para a determinação dos constituintes inorgânicos nas marcas de cigarros foi a Espectrometria de Absorção Atômica em Chama (FAAS), onde os resultados foram expressos em μg g-1. Conforme os resultados obtidos, Cu, Pb, Co, apresentaram teores mais significativos nas amostras analisadas. Ni é um elemento com conteúdo intermediário e o Cd apresenta valores inferiores a 0,6 μg g-1. Após a determinação desses constituintes inorgânicos nas amostras de cigarro, aplicou os Métodos Quimiométricos, Análises Componentes Principais (PCA) e Análise Hierárquica de Agrupamentos (HCA). A PCA, a partir dos dados originais em cinco dimensões espaciais dentro do plano das três primeiras componentes principais, explica 83,25% da variância total e foi verificada a formação de quatro classes distintas. A HCA apresentou os mesmos grupos obtidos na PCA. Portanto, este trabalho teve como finalidade verificar se os cigarros popularmente consumidos no Brasil são fontes de constituintes inorgânicos potencialmente tóxicos e classificá-los quanto a concetraçãos desses elementos pelos Métodos Quimiométricos