O esgotamento de reservas de petróleo e os problemas ambientais fomentados pela combustão de combustíveis fósseis gera interesse na utilização de biomassas na obtenção de combustíveis e produtos químicos. O bio-óleo, líquido viscoso de coloração escura, produzido mediante pirólise de biomassa, consiste em uma mistura complexa de compostos orgânicos. O tegumento do grão de café (silverskin), é subproduto oriundo da torra deste, sendo atualmente descartado, representando um grave problema ambiental. Logo, neste estudo foi otimizado a temperatura final e a vazão de gás inerte para a pirólise de silverskin em reator de leito fixo, utilizando um delineamento composto central aliado à superfície de resposta. Os valores ótimos calculados foram 560 °C, para a temperatura final de pirólise, e 49,4 mL.min-1, para a vazão de N2, sendo obtido um rendimento de fase orgânica de 15,2 ± 0,3% nessas condições. A composição química desse bio-óleo foi avaliada por cromatografia gasosa bidimensional abrangente acoplada à espectrometria de massas quadrupolar (GC×GC/qMS), aliado à utilização de padrões e de índices de retenção. Foram identificados 228 compostos (90,1% da amostra) nesse bio-óleo. A classe química majoritária, em termos de volume percentual, foi a dos fenóis (27%), seguida dos compostos nitrogenados (18,4%). Além disso, vale ressaltar a elevada representatividade da classe dos hidrocarbonetos saturados (8,3%), insaturados alifáticos (6,7%) e aromáticos (7,8%), que juntos somam 22,8% da amostra. Os resultados apontam que o bio-óleo de silverskin possui potencial para atuar como fonte de insumos químicos. / The depletion of oil reserves and environmental issues promoted by the combustion of fossil fuels generates interest in the use of biomass to obtain fuel and chemicals. The bio-oil, a dark colored viscous liquid produced by pyrolysis of biomass, is a complex mixture of organic compounds. The coffee bean tegument (silverskin), is a by-product derived from the coffee roasting. This residue has been discarded, which constitutes a serious environmental problem. Therefore, this study has optimized the final temperature and the flow of inert gas for the pyrolysis of silverskin in a fixed bed reactor, by using a central composite design and response surface. The optimal values calculated were 560 °C for the final pyrolysis temperature, and 49.4 mL min-1 for the N2 flow rate. The organic phase yield was 15.2 ± 0.3% under these conditions. The bio-oil chemical composition was evaluated by comprehensive two-dimensional gas chromatography coupled to quadrupole mass spectrometry (GC×GC/qMS), combined with the use of standards and retention indexes. 228 compounds were identified (90.1% of the sample) in this bio-oil. The major chemical class, in terms of volume percentage, were the phenols (27%), followed by nitrogen compounds (18.4%). In addition, it is worth mentioning the high representability of the saturated hydrocarbons (8.3%), unsaturated aliphatic (6.7%), and aromatics (7.8%), which together account for 22.8% of the sample. The results show that the silverskin bio-oil has the potential as a source of chemical inputs.

A combinação de técnicas analíticas cromatográficas e sensoriais é essencial para a elucidação das características do aroma de vinhos, dada a complexidade dos compostos voláteis e das coeluições cromatográficas que ocorrem tanto em colunas polares, como apolares em uma só dimensão. Dois vinhos finos elaborados com uvas Merlot e Cabernet Sauvignon da Campanha Gaúcha foram escolhidos como estudos de caso para demonstração das vantagens da conjugação de várias técnicas cromatográficas e sensoriais, tendo-se em vista também a busca de reconhecimento da qualidade destes vinhos através de sua caracterização, bem como o aumento de sua competitividade no mercado nacional e internancional. Os vinhos Merlot e Cabernet Sauvignon foram investigados através do emprego conjugado das seguintes técnicas analíticas: microextração em fase sólida no modo headspace (HS-SPME), cromatografia gasosa com detector de espectrometria de massas (GC/MS), GC-O (olfatométrica), análise descritiva quantitativa (QDA), cromatografia líquida de alta eficiência com detector de arranjos de diodos e fluorescência (HPLC-DAD-FLD) e cromatografia gasosa bidimensional abrangente com detector de espectrometria de massas por tempo-de-voo (GC×GC/TOFMS) para avaliação dos manejos (carga de gemas, área foliar, organização do dossel, orientação solar, irrigação) dos vinhedos e tipos de solo da região que resultasse em vinho de melhor qualidade. A GC×GC foi essencial para apontar os principais compostos que contribuíram para o aroma dos vinhos, especialmente quando coeluídos em 1D-GC. Aroma de frutas vermelhas apontado por QDA e GC-O foi vinculado à maior concentração de acetato de 2-feniletila/β- damascenona, hexanoato de etila e octanoato de etila em um vinho Merlot e ao emprego de uma menor carga de gemas por planta (20 gemas) no vinhedo. Seis folhas por ramo (manejo com menor área foliar/ planta) indicou a contribuição negativa do ácido hexanoico e do 3-metiltio-1-propanol para o aroma do vinho. Para um dos vinhos Cabernet Sauvignon observou-se uma possível relação dos compostos voláteis com o aroma de frutas vermelhas (QDA e GC-O) e à maior exposição solar dos cachos de uva, resultante do vinhedo com maior organização do dossel, orientação solar adequada e solo acrisol. A HPLC-DAD-FLD apontou compostos fenólicos, como antocianinas e ácido p-cumárico, possivelmente responsáveis pelos atributos sensoriais de aparência e sabor/sensação bucal nos vinhos Cabernet Sauvignon. Embora tenham sido encontrados atributos sensoriais positivos nos vinhos dessa região, também foram verificados atributos negativos, evidenciando-se a necessidade de investigações científicas posteriores para melhoria da qualidade, que incluam a conjugação das técnicas analíticas citadas, bem como o aprimoramento das etapas de cultivo das uvas, produção e envelhecimento dos vinhos. / A combination of chromatographic and sensory analytical techniques is essential for the elucidation of the aroma characteristics of wines, given the complexity of the volatile mixture of compounds and the chromatographic coelutions that occur in both polar and non polar columns in a single dimension. Two fine wines elaborated with Merlot and Cabernet Sauvignon grapes from the Campanha Gaúcha were chosen as case studies to demonstrate the advantages of the conjugation of several chromatographic and sensory techniques. Results obtained also aimed to characterize their volatile compounds to provide recognition of their quality and increase their competitiveness in the national and international market. Merlot and Cabernet Sauvignon wines were investigated through the conjugated use of the following analytical techniques: headspace solid phase microextraction (HS-SPME), gas chromatography with mass spectrometric detection (GC/MS), GC-O (O, olfatometry), quantitative descriptive analysis (QDA), high performance liquid chromatography with diode array and fluorescence (HPLC-DAD-FLD) and comprehensive two-dimensional gas chromatography with mass spectrometric detection (GC×GC/TOFMS) to evaluate the management (bud load, foliar area, canopy organization, solar orientation, irrigation) of the vineyards and soil types of the region that resulted in better wine quality. GC×GC was essential to show the compounds that mainly contributed to the aroma of wines, especially when coelutions occurred in 1D-GC. Red fruit aroma pointed by QDA and GC-O in a Merlot wine was related to 2-phenylethyl acetate/β-damascenone, ethyl hexanoate, and ethyl octanoate, and to the use of the lowest load of buds per plant (20 buds/plant) in the vineyard. Six leaves per branch (management with the lowest number of leaves/branch) have indicated a negative contribution of hexanoic acid and 3- methylthio-1-propanol to wine aroma. A possible relationship between the volatile compounds and the red fruit aroma (QDA and GC-O) of one of the Cabernet Sauvignon wines was observed. Grapes used to elaborate this wine were subjected to a greater sun exposure resulting from a better organized canopy vineyard, adequate solar orientation and acrisol soil. HPLC-DAD-FLD analyses of Cabernet Sauvignon wines showed phenolic compounds that may possibly be related to sensory attributes of appearance and taste/mouth-feel. Although positive sensory attributes were found in the wines of this region, negative attributes were also verified, which means that further scientific xviii investigations are necessary to improve quality, including the use of several analytical and sensory techniques, as well as the improvement of the stages encompassed in cultivation of grapes, production and aging of wines.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4713.pdf: 7322193 bytes, checksum: d831b04a382a378ad337ae269de61986 (MD5) Previous issue date: 2012-05-25 / Universidade Federal de Minas Gerais / Different types of preparative chromatography techniques were applied to the enantiomeric purification of a series of chiral drugs. The efficiency of multicolumn chromatography with variable zones (VARICOL®) process and also the application for the resolution of drugs modafinil, atenolol and albendazole sulfoxide were investigated and is fully discussed in this work. The initial conditions for the separations were determined by theoretical simulation, using the software HELP 10.3 by Novasep®. For the modafinil separation, different feed concentrations were evaluated for the same zone distribution and period. The most efficient process provided 96.0% of enantiomeric purities for both enantiomers with a production rate of 2.24 g/dia. The enantiomers of albendazole sulfoxide were separated by the VARICOL® process, and the enantiomeric purities obtained were of 99.5% and 99.0% for rafinate and extract, respectively, with a production rate of, approximately, 2.0 g/dia. For both developed method, the mobile phase used was exclusively methanol, which was recovered around 95 %. Atenolol was efficiently enantiorresolved by CHIRALCEL OD®, however, the enantiomers were not obtained with high purities by the VARICOL® process due to their low solubility in the mobile phase and the high cycle time. This work describes also, for the first time, the absolute configuration of albendazole sulfoxide as (−)-(S) and (+)-(R)- enantiomers.To this end, vibrational circular dichroim and theoretical calculations were applied. The albendazol sulfoxide enantiomers were used for In Vitro tests against Taenia Solium cysts, the macroscopic, the microscopic and the biochemical behavior for the cysts were evaluated; (+)-(R)-albendazole sulfoxide was the enantiomer with the highest anthelmintic effect. Elution chromatography was used for the resolution of 3,4-methylenedioxymethamphetamine (MDMA) and omeprazole. MDMA was separated by the use of recycling in mass overload conditions, enantiomeric purities of 99.0% and 96.0% were obtained for (R)-(-)- and (S)-(+)- MDMA, respectively, with production rate of 40.0 mg/mL. Racemic MDMA and both enantiomers were used to evaluate oxidative stress status parameters. The enantiomers showed distinct effects in the liver redox state with the (R)-(−)- enantiomer being the responsible for the highest oxidative damage. For omeprazole separation, stack injections with mass overload was used, a production rate of 1.10 g/dia and high enantiomeric purities (99.0%) were attained and for this process, furthemore the mobile phase was totally recycled. / Diferentes técnicas cromatográficas em escala preparativa foram aplicadas para a purificação de misturas enantioméricas. O estudo da eficiência do processo de cromatografia multicoluna com comprimento de zona variável (VARICOL®), assim como sua aplicação para a separação dos fármacos modafinil, atenolol e albendazol sulfóxido são descritos neste trabalho e os resultados obtidos são detalhadamente discutidos. As condições iniciais de operação foram ajustadas através da simulação teórica no programa HELP 10.3 (Novasep®). Para a separação do modafinil, diferentes concentrações de alimentação foram avaliadas, para uma mesma configuração de zonas e período. O método mais eficiente desenvolvido para este fármaco proporcionou purezas enantioméricas de 96,0% para ambos enantiômeros, com taxas de produção acima de 2,24 g/dia. O albendazol sulfóxido foi eficientemente separado pelo processo VARICOL®, obteve-se purezas enantioméricas de 99,5% e 99,0% para o refinado e extrato, respectivamente, com taxa de produção de, aproximadamente, 2,0 g/dia. Em ambos os procedimentos a fase móvel composta por 100% de metanol foi recuperada em 95,0%. O atenolol foi enantiorresolvido, de maneira eficiente, pela coluna CHIRALCEL OD®, a baixa solubilidade deste composto na fase móvel e o longo tempo de ciclo, impossibilitou a obtenção de seus enantiômeros com altas purezas pelo processo VARICOL®. Os enantiômeros puros do albendazol sulfóxido foram submetidos a teste sobre cistos de Taenia Solium, o comportamento macroscópico, microscópico e bioquímico dos céstodos foi avaliado e, de maneira geral, o (+)-albendazol sulfóxido teve maior efeito anti-helmíntico. A configuração absoluta do centro estereogênico dos enantiômeros do albendazol sulfóxido foi determinada pela primeira vez, para isso utilizou-se dicroísmo circular vibracional e cálculos teóricos. A cromatografia de eluição foi utilizada para a resolução dos enantiômeros do MDMA e do omeprazol. O ecstasy foi enantiorresolvido com reciclo em condições de sobrecarga de massa, obteve-se boas purezas enantioméricas - 99,0% para o (R)-(-)-MDMA e 96,0% para o (S)-(+)-MDMA e taxa de produção de 40,0 mg/mL. Os enantiômeros do MDMA foram utilizados em testes de estresse oxidativo, apresentando diferente comportamento. Para o isolamento dos enantiômeros puros do omeprazol, utilizouse injeções do tipo stack com sobrecarga de massa, taxa de produção de 1,10 g/dia, alta purezas enantioméricas para ambos enantiomêros (acima de 99,0 %) e o uso de fase móvel totalmente reciclada são atrativos deste procedimento.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5327.pdf: 3614226 bytes, checksum: 2b258357050da3177584310ef5f5ac3a (MD5) Previous issue date: 2013-05-03 / Universidade Federal de Sao Carlos / The development of ligand screening assays plays a very important role in the discovery of biologically active compounds. In this context, the use of immobilized capillary reactors has been adopted as a new technique for high throughput screening assays, which furnishes high selectivity, reproducibility. This work describes the covalent immobilization of electric fish (Electrophorus electricus) and human acetylcholinesterases (AChE) on fused silica capillaries and magnetic beads. The selected enzyme acts on the central nervous system and is a validated target for the treatment of Alzheimer s disease as for new insecticides. Zonal chromatography with the acetylcholinesterase capillary bioreactors was employed to determine kinetics constants, to a ligand screening assay of 79 compounds, and to inhibition mechanisms determination of the 05 identified ligands. A new approach to the screening of natural product extracts was developed based on ligand fishing experiments and zonal chromatography. For that, the magnetic beads were used for the ligand fishing experiments and capillary bioreactors for the activity assays. The later was employed also under nonlinear condition to determine the affinity constant of the fished ligand. This work reports also the identification by a solution assay of a new acetylcholinesterase substrate and, the studies by zonal bioaffinity chromatography to identify the bi-substrate mechanism. / O desenvolvimento de ensaios para a triagem de ligantes é de grande importância para a descoberta de compostos biologicamente ativos. Neste contexto, o emprego de biorreatores enzimáticos tem sido adotado em ensaios em massa para triagem de ligantes, uma vez que possuem elevada seletividade com alta reprodutibilidade e produtividade. Este trabalho descreve a imobilização covalente da acetilcolinesterase de peixe-elétrico (Electrophorus electricus) e humana em capilares de sílica fundida e partículas magnéticas. A enzima selecionada justifica-se uma vez que atua no sistema nervoso central e é um alvo validado para o tratamento da doença de Alzheimer e desenvolvimento de inseticidas. Os biorreatores capilares de acetilcolinesterase foram empregados por cromatografia zonal para determinação das constantes cinéticas, e também para a triagem de 79 compostos com determinação do mecanismo de ação dos 05 ligantes identificados. Um novo modelo de triagem de extratos de produtos naturais foi desenvolvido usando os biorreatores de partículas magnéticas para pescar ligantes e os biorreatores capilares para determinar o percentual de atividade. O uso dos biorreatores capilares em cromatografia zonal não-linear permitiu caracterizar a afinidade do ligante selecionado. Este trabalho reporta também, um novo substrato identificado através de ensaios em solução para a acetilcolinesterase e, os estudos por cromatografia zonal de bioafinidade, para o mecanismo bi-substrato.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1911.pdf: 1095367 bytes, checksum: 719fee66f02d6939f843c1b2cf2be7d9 (MD5) Previous issue date: 2007-04-13 / Universidade Federal de Sao Carlos / This work reports the investigation of a series of bovine serum albumin (BSA) restricted access media columns (RAM) for on-line egg samples deproteinization. High exclusion percentage of egg s proteins were obtained with the three RAM BSA columns prepared (C8, C18 and phenyl) using only water as eluent. However, an increase of pressure of the chromatographic system was observed at each injection, which made unfeasible the use of these columns for direct injection of the egg samples. To prolong the life-time of the RAM-BSA columns, acetonitrile was used as a protein precipitate agent. This clean-up procedure allowed the repetitive injection of 300 µL of whole egg samples. For the simultaneous quantification of sulfamethoxazole (SMX) and trimethoprim (TMP) in eggs samples, RAM-BSA columns, in different lengths (10 and 5 cm) sizes and different chromatographic conditions were thoroughly evaluated. A bidimensional higher performance liquid chromatography configuration having a RAM C18 BSA column in the first dimension, and a C18 analytical column in the second dimension were used for simultaneous quantification of these antibiotics. The developed method showed good selectivity, accuracy and precision with limits of quantification 80 ng/mL for both compounds. Thus, the validated method is reliable and sensitive for monitoring residues in whole eggs samples. / Neste trabalho foi preparada e avaliada uma série de colunas de acesso restrito (RAM) de albumina sérica bovina (BSA) para a desproteinização on-line de amostras de ovo. As três colunas preparadas (C8, C18 e fenil) mostraram elevada percentagem de exclusão de proteínas do ovo, usando somente água como eluente. No entanto, foi observado aumento da pressão no sistema cromatográfico, a cada injeção, o que tornou inviável a injeção direta das amostras de ovo, nas condições inicialmente avaliadas. Para prolongar a vida útil das colunas RAM-BSA foi necessário a utilização de um agente de precipitação de proteínas, e dentre os agentes avaliados, acetonitrila mostrou-se o solvente mais eficiente, permitindo a injeção repetitiva de volumes de 300µL de amostras de ovo, sem alteração da pressão no sistema cromatográfico. Para o desenvolvimento do método de análise simultânea dos antibióticos sulfametoxazol (SMX) e trimetoprima (TMP) em ovos, no modo multidimensional, foram também avaliadas colunas RAM-BSA de diferentes comprimentos (10 e 5 cm) e em diferentes condições cromatográficas. O sistema, composto por uma coluna RAM C18-BSA, acoplada a uma coluna analítica C18, permitiu o desenvolvimento do método com excelente precisão, exatidão e com adequada sensibilidade. Os limites de quantificação foram de 80 ng/mL, para ambos compostos. Desta forma, o método desenvolvido poderá ser utilizado para o monitoramento de resíduos destes antibióticos em amostras de ovo.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2842.pdf: 2590203 bytes, checksum: a6201fc3bbcdc0a7233f72991d0ef4b5 (MD5) Previous issue date: 2010-03-12 / Universidade Federal de Minas Gerais / The liquid chromatography enantiomeric separation of a series of seventeen chiral sulfoxides was systematically investigated using multimodal elution with the new synthetic polymeric stationary phases based on monomers N-(2- acryloylamino-(1R,2R)-cyclohexyl)-acrylamine (P-CAP®), N,N0-[(1R,2R)-1,2- diphenyl-1,2-ethanediyl]bis-2-propenamide (P-CAP-DP®) and trans-9,10-dihydro- 9,10-ethanoanthracene-(11S,12S)-11,12-dicarboxylic acid bis-4-vinylphenylamide (DEAVB). The sulfoxide series was composed of aryl alkyl sulfoxides, benzoimidazole sulfoxides and the drugs modafinil, albendazole sulfoxide, omeprazole, lansoprazole, pantoprazole and rabeprazole. This work examines the effectiveness of the polymeric chiral stationary phases for the separation of chiral sulfoxides and describes the superiority of DEABV for these separations in three different elution modes. The first ever reversed phase enantiomeric separations on these columns is demonstrated. Besides that, the use of non standard chromatography solvents was evaluated for the sulfoxides series on the polymeric stationary phases. The study of the development of polysaccharides chiral stationary phases (CSPs) immobilized on to aminopropilsilica was carried out using thermal or photochemical methods. The photochemical method was more effective and provided the production of a CSP based on amilose tris-3,5- dimethylphenylcarbamate (CSP 7). This column showed stability for non standards mobile phases; however, has showed low enantiorresolution power for the compounds investigated. Using the photochemical approach an amilose tris-3,5- dimetoxiphenylcarbamate (CSP 8) was also prepared. The immobilization conditions needs, however, futher investigations and these results will be also presented and discussed in this work. / Este trabalho descreve a investigação do poder de enantiorresolução de novas fases estacionária quirais (CSP) de polímero sintético preparadas a partir dos monômeros poli(trans-1,2-ciclohexanediil-bis acrilamida (P-CAP®), N,N´- [(1R,2R)-1,2-difenil-1,2-etanodil]bis-2-propenamida (P-CAP-DP®) e trans-9,10- dihidro-9,10-etanoantraceno-(11S,12S)-11,12-acido dicarboxilico bis-4-vinilfenilamida (DEAVB) para uma série de dezessete sulfóxidos quirais. A série de sulfóxidos composta por aril alquil sulfóxidos, sulfóxidos benzoimidazólicos e pelos fármacos quirais modafinil, albendazol sulfóxido, omeprazol, lansoprazol, pantoprazol e rabeprazol foram eluidos no modo multimodal. O estudo sistemático da eficiência das três colunas de polímero sintético na enantiorresolução da séries de sulfóxidos quirais e a superioridade da DEAVB nas separações destes compostos nos três diferentes modos de eluição são apresentados. A P-CAP®, P-CAP-DP® e DEAVB também foram avaliadas pela primeira vez no modo reverso de eluição e a estabilidade destas colunas foi investigada pelo uso de solventes cromatográficos não usuais. O estudo do desenvolvimento de fases estacionárias quirais de derivados de polissacarídeos imobilizados em sílica APS foi realizado utilizando-se métodos térmicos ou fotoquímicos. O método fotoquímico foi mais eficiente e proporcionou o preparo da coluna de tris-3,5-dimetilfenilcarbamato de amilose (CSP 7). Esta coluna apresentou estabilidade frente a solventes cromatográficos não usuais, porém demonstrou baixo poder de enantiorresolução para os compostos quirais avaliados. Através do procedimento fotoquímico a CSP de tris-3,5- dimetoxifenilcarbamato de amilose (CSP 8) também foi preparada. Todavia, as condições de imobilização necessitam de maiores investigações, estes resultados estão também presentes e discutidos neste trabalho.

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:10:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-05-15. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:25:40Z : No. of bitstreams: 1 000841952_20151201.pdf: 224991 bytes, checksum: a69da7c5581929a52fda32ae08e4ea24 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-12-01T09:08:31Z: 000841952_20151201.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-01T09:09:24Z : No. of bitstreams: 1 000841952.pdf: 25693222 bytes, checksum: e7ae26d3803aeca45c78fc76d4168c0b (MD5) / O uso de extratos e tinturas de partir de fontes naturais para fins terapêuticos remonta o aparecimento da humanidade. A ação biológica proveniente destas misturas é justificado pela diversidade estrutural e química de seus compostos na qual, interagem concomitante a diferentes alvos proteicos. No entanto, os últimos anos foram marcados pela substituição das metodologias clássicas de isolamento e teste biológicos por ferramentas de automação como High Throughput Screening (HTS) e o uso da química combinatória para a geração de substâncias. No entanto, os resultados até o momento foram insatisfatórios e a indústria tem retomado o uso dos produtos naturais. Para tanto, ela tem buscado por abordagens mais racionais de detecção e identificação estrutural de biomarcadores. Dentro dessa óptica, a inserção e o desenvolvimento de metodologias de desreplicação associadas a estudos metabolômicos sob a visão da biologia sistêmica torna-se crítica na busca por micromoléculas ativas. Recentemente, o uso de técnicas hifenadas como a cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), associadas a métodos espectroscópicos de RMN e a espectrometria de massas de alta resolução (EMAR), tem sido fundamentais na geração de métodos analíticos em estudos metabolômicos e de biologia sistêmica em plantas, fungos endofíticos, e outras organismo, acelerando a escolha de matrizes bioativas promissoras. Este projeto visa ao entendimento das relações moleculares presentes em matrizes dinâmicas gerando ferramentas analíticas para uma abordagem racional no estudo de produtos naturais bioativos. Para tanto, espécimes depositadas na nossa extratoteca, da família Solanaceae, pouco estudadas no que diz respeito a sua composição química serão o objeto de estudo deste projeto. / The use of drugs from natural sources is as old as humanity itself. However, due to the economic impact caused by globalization, many pharmaceutic industries searched for alternatives to speed-up assays aiming for simpler structural molecules and low-costs budgets. Therefore, the insertion and development of methods of dereplication associated to metabolomics studies through an approach in system biology is a key issue when searching for bioactive molecules. Recently, due to the advancement of technology, the use of hyphenated techniques such as high performance liquid chromatography (HPLC) coupled to spectroscopic methods like nuclear magnetic resonance (NMR) and high resolution mass spectrometry (HRMS) intensified the metabolomic and system biology research in plants and fungi thus, accelerating the selection of bioactive substances. This project aims to study the molecular dynamics in complex matrixes using multivariate analysis and in doing so generating analytical tools to apply as a rational approach towards the study of bioactive natural products and the understanding of their complexity. To accomplish this task, specimens deposited in our bank of extracts, from the Solanaceae family, little studied on their chemical composition but that showed interesting bioactivities form initial biological screenings, will be the object of study on this project.

Orientador: Ian Castro-Gamboa / Banca: Luiz Alberto Colnago / Banca: Rodrigo Ramos Catharino / Banca: Patrícia Verardi Abdelnur / Banca: Denise Brentan da Silva / Resumo: O uso de extratos e tinturas de partir de fontes naturais para fins terapêuticos remonta o aparecimento da humanidade. A ação biológica proveniente destas misturas é justificado pela diversidade estrutural e química de seus compostos na qual, interagem concomitante a diferentes alvos proteicos. No entanto, os últimos anos foram marcados pela substituição das metodologias clássicas de isolamento e teste biológicos por ferramentas de automação como High Throughput Screening (HTS) e o uso da química combinatória para a geração de substâncias. No entanto, os resultados até o momento foram insatisfatórios e a indústria tem retomado o uso dos produtos naturais. Para tanto, ela tem buscado por abordagens mais racionais de detecção e identificação estrutural de biomarcadores. Dentro dessa óptica, a inserção e o desenvolvimento de metodologias de desreplicação associadas a estudos metabolômicos sob a visão da biologia sistêmica torna-se crítica na busca por micromoléculas ativas. Recentemente, o uso de técnicas hifenadas como a cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), associadas a métodos espectroscópicos de RMN e a espectrometria de massas de alta resolução (EMAR), tem sido fundamentais na geração de métodos analíticos em estudos metabolômicos e de biologia sistêmica em plantas, fungos endofíticos, e outras organismo, acelerando a escolha de matrizes bioativas promissoras. Este projeto visa ao entendimento das relações moleculares presentes em matrizes dinâmicas gerando ferramentas analíticas para uma abordagem racional no estudo de produtos naturais bioativos. Para tanto, espécimes depositadas na nossa extratoteca, da família Solanaceae, pouco estudadas no que diz respeito a sua composição química serão o objeto de estudo deste projeto. / Abstract: The use of drugs from natural sources is as old as humanity itself. However, due to the economic impact caused by globalization, many pharmaceutic industries searched for alternatives to speed-up assays aiming for simpler structural molecules and low-costs budgets. Therefore, the insertion and development of methods of dereplication associated to metabolomics studies through an approach in system biology is a key issue when searching for bioactive molecules. Recently, due to the advancement of technology, the use of hyphenated techniques such as high performance liquid chromatography (HPLC) coupled to spectroscopic methods like nuclear magnetic resonance (NMR) and high resolution mass spectrometry (HRMS) intensified the metabolomic and system biology research in plants and fungi thus, accelerating the selection of bioactive substances. This project aims to study the molecular dynamics in complex matrixes using multivariate analysis and in doing so generating analytical tools to apply as a rational approach towards the study of bioactive natural products and the understanding of their complexity. To accomplish this task, specimens deposited in our bank of extracts, from the Solanaceae family, little studied on their chemical composition but that showed interesting bioactivities form initial biological screenings, will be the object of study on this project. / Doutor

Orientador: Alberto José Cavalheiro / Banca: Paulo Clairmont Feitosa de Lima Gomes / Banca: Carmen Lúcia Cardoso / Resumo: Separações utilizando cromatografia líquida bidimensional têm atraído grande interesse nas últimas décadas devido ao seu elevado potencial no poder de separação para análises de misturas complexas. Apesar do uso de colunas ortogonais e da multiplicação teórica da capacidade de picos quando essa técnica é utilizada, uma questão permanece: "As técnicas bidimensionais são realmente melhores do que as monodimensionais para análises de extratos vegetais?". Esta questão motivou o presente trabalho, que consistiu em comparar o desempenho entre LC e LC×LC, utilizando amostras de folhas de Casearia sylvestris, também conhecida como "guaçatonga", uma árvore amplamente utilizada na medicina popular brasileira por apresentar diversas atividades biológicas. Além disso, devido ao grande volume de resíduos gerados em LC, a substituição de solventes convencionais por etanol (EtOH), um candidato menos tóxico e biodegradável, foi implementada. A parte mais desafiadora de qualquer cromatografia multidimensional é o desenvolvimento do método cromatográfico, pelo grande número de variáveis que devem atuar de forma integrada em uma única análise. Duas estratégias de desenvolvimento foram propostas neste trabalho. A primeira foi dividida em 4 etapas, que consistiram em selecionar o par de colunas mais ortogonal dentre as combinações disponíveis; o desenvolvimento de um método para a 1D utilizando planejamento experimental; seguido do estudo das melhores condições para a 2D (2tc, tempo de modulação ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Bidimensional liquid chromatographic separations have attracted intense interest over the past decade based on the potential improvements in resolving power they offer for analysis of complex samples. Despite the use of orthogonal columns and the theoretical multiplication of peak capacity from both dimensions, one question remains: "Are bidimensional techniques superior to monodimensional ones for analysis of vegetal extracts?". This question led to the purpose of the present work, that was to compare the performance between LC and LC×LC, using leaves from Casearia sylvestris, a widely used tree in Brazilian folk medicine by its biological activities. Furthermore, due to the large volume of waste generated by LC, the replacement of conventional solvents by ethanol (EtOH), a less toxic and biodegradable alternative solvent was chosen. The most challenging issue of any multidimensional chromatography is the method development, since the large number of interacting parameters that must work together in a single run. Two strategies for method development were used in this work. The first one was divided into 4 steps: experiments were carried out to select the most orthogonal pair of columns, 1D method development using design of experiments, another design of experiments for 2D conditions was proposed (2tc, modulation time and tre, re-equilibration time after each modulation) and aware of the best conditions for both dimensions, 2D gradient types were evaluated. The second strat... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O esgotamento de reservas de petróleo e os problemas ambientais fomentados pela combustão de combustíveis fósseis gera interesse na utilização de biomassas na obtenção de combustíveis e produtos químicos. O bio-óleo, líquido viscoso de coloração escura, produzido mediante pirólise de biomassa, consiste em uma mistura complexa de compostos orgânicos. O tegumento do grão de café (silverskin), é subproduto oriundo da torra deste, sendo atualmente descartado, representando um grave problema ambiental. Logo, neste estudo foi otimizado a temperatura final e a vazão de gás inerte para a pirólise de silverskin em reator de leito fixo, utilizando um delineamento composto central aliado à superfície de resposta. Os valores ótimos calculados foram 560 °C, para a temperatura final de pirólise, e 49,4 mL.min-1, para a vazão de N2, sendo obtido um rendimento de fase orgânica de 15,2 ± 0,3% nessas condições. A composição química desse bio-óleo foi avaliada por cromatografia gasosa bidimensional abrangente acoplada à espectrometria de massas quadrupolar (GC×GC/qMS), aliado à utilização de padrões e de índices de retenção. Foram identificados 228 compostos (90,1% da amostra) nesse bio-óleo. A classe química majoritária, em termos de volume percentual, foi a dos fenóis (27%), seguida dos compostos nitrogenados (18,4%). Além disso, vale ressaltar a elevada representatividade da classe dos hidrocarbonetos saturados (8,3%), insaturados alifáticos (6,7%) e aromáticos (7,8%), que juntos somam 22,8% da amostra. Os resultados apontam que o bio-óleo de silverskin possui potencial para atuar como fonte de insumos químicos. / The depletion of oil reserves and environmental issues promoted by the combustion of fossil fuels generates interest in the use of biomass to obtain fuel and chemicals. The bio-oil, a dark colored viscous liquid produced by pyrolysis of biomass, is a complex mixture of organic compounds. The coffee bean tegument (silverskin), is a by-product derived from the coffee roasting. This residue has been discarded, which constitutes a serious environmental problem. Therefore, this study has optimized the final temperature and the flow of inert gas for the pyrolysis of silverskin in a fixed bed reactor, by using a central composite design and response surface. The optimal values calculated were 560 °C for the final pyrolysis temperature, and 49.4 mL min-1 for the N2 flow rate. The organic phase yield was 15.2 ± 0.3% under these conditions. The bio-oil chemical composition was evaluated by comprehensive two-dimensional gas chromatography coupled to quadrupole mass spectrometry (GC×GC/qMS), combined with the use of standards and retention indexes. 228 compounds were identified (90.1% of the sample) in this bio-oil. The major chemical class, in terms of volume percentage, were the phenols (27%), followed by nitrogen compounds (18.4%). In addition, it is worth mentioning the high representability of the saturated hydrocarbons (8.3%), unsaturated aliphatic (6.7%), and aromatics (7.8%), which together account for 22.8% of the sample. The results show that the silverskin bio-oil has the potential as a source of chemical inputs.