Este trabalho de doutorado apresenta o desenvolvimento de novas tecnologias para fabricação de microsistemas analíticos e detecção eletroquímica. Primeiramente, a poliuretana elastomérica, derivada de uma fonte renovável, o óleo de mamona, foi utilizada como um novo e alternativo material para fabricação de microdispositivos. Foram avaliadas as características físicas dos microcanais formados por moldagem, a compatibilidade química com solventes e eletrólitos, as características de superfície através dos ângulos de contato, o EOF em diferentes pHs e a performance analítica em experimentos de eletroforese com detecção eletroquímica. A segunda parte do trabalho apresenta o desenvolvimento de um método para a determinação simultânea de azo-corantes comumente usados na indústria alimentícia. Amaranto, amarelo crepúsculo FCF, amarelo sólido AB, ponceu 4R e vermelho 2G, foram separados e quantificados através de eletroforese em microdispositivos com detecção eletroquímica. Foram estudados e otimizados vários parâmetros que influenciaram a separação eletroforética e detecção eletroquímica, em experimentos realizados usando microdispositivos de vidro e eletrodo de trabalho de carbono vítreo. Finalmente, a terceira parte desse trabalho apresenta o uso das propriedades magnéticas e eletrocatalíticas de nanofios de níquel no desenvolvimento de um detector adaptativo magneticamente modulável para eletroforese em microdispositivos. / The development of microfluidic analytical systems has witnessed an explosive growth during the last 15 years. Particular attention has been given to microchip electrophoresis because of their fast and efficient separation capabilities. Electrochemistry detection offers considerable promise for such microfluidic systems, with features that include remarkable sensitivity, inherent miniaturization and portability, low cost, and high compatibility with microfabrication technologies. This thesis shows the development of new fabrication technologies for miniaturized analytical systems with electrochemical detection and it is presented in four chapters, Chapter I shows an introductory view of the main aspects related to miniaturization of analytical systems and amperometric detection configurations commonly coupled to microchip electrophoresis. In Chapter II, the use of elastomeric polyurethane (PU), derived from castor oil (CO) biosource, as a new material for fabrication of microfluidic devices by rapid prototyping is presented. Including the irreversible sealing step, PU microchips were fabricated in less than 1 h by casting PU resin directly on the positive high-relief molds fabricated by standard photolithography and nickel electrodeposition. Physical characterization of microchannels was performed by scanning electron microscopy (SEM) and profilometry. Polymer surface was characterized using contact angle measurements and the results showed that the hydrophilicity of the PU surface increases after oxygen plasma treatment. The polymer surface demonstrated the capability of generating an electroosmotic flow (EOF) of 2.6 × 10-4 cm2 V-1 s-1 at pH 7 in the cathode direction, which was characterized by current monitoring method at different pH values. The compatibility of PU with a wide range of solvents and electrolytes was tested by determining its degree of swelling over a 24 h period of contact. The performance of microfluidic systems fabricated using this new material was evaluated by fabricating miniaturized capillary electrophoresis systems. We used catecholamines as model analytes that were separated in aqueous solutions and detected with end-channel amperometric detection. In Chapter III, a method based on microchip electrophoresis with electrochemical detection has been developed for the simultaneous determination of Yellow AB, Red 2G, Sunset Yellow, Ponceu 4R, and Amaranth which are azo-dyes frequently added to foodstuffs. Factors affecting both separation and detection processes were examined and optimized, with best performance achieved by using a 10 mM phosphate buffer (pH 11) as running buffer and applying a voltage of 2500 V both in the separation and in the electrokinetic injection (duration 4 s). Under these optimal conditions, the target dye analytes could be separated and detected within 300 s by applying a detection potential of -1,0 V (vs. Ag/AgCl) to the glassy carbon (GC) working electrode. The recorded peaks were characterized by a good repeatability (RSD = 1,8 - 3,2%), high sensitivity, and a wide linear range. Detection limits of 3.8, 3.4, 3.6, 9.1, 15.1 ?M were obtained for Yellow AB, Red 2G, Sunset Yellow, Ponceu 4R, and Amaranth, respectively. Fast, sensitive, and selective response makes the new microchip protocol very attractive for the quantitative analysis of commercial soft drinks and candies Finally, in Chapter IV, we demonstrate for the first time the use of adaptive functional nickel nanowires for switching on demand operation of microfluidic devices. Controlled reversible magnetic positioning and orientation of these nanowires at the microchannel outlet offers modulation of the detection and separation processes, respectively. The former facilitates switching between active and passive detection states to allow the microchip to be periodically activated to perform a measurement and reset it to the passive (\"off\") state between measurements. Fine magnetic tuning of the separation process (post channel broadening of the analyte zone) is achieved by reversibly modulating the nanowire orientation (i.e., detector alignment) at the channel outlet. The concept can be extended to other microchip functions and stimuli-responsive materials and holds great promise for regulating the operation of microfluidic devices in reaction to specific needs or unforeseen scenarios.

Among the organic electronic conducting organic polymers PEDOT (poly(3,4- ethylenedioxythiophene)) is largely used in the making of electrodes for miniaturized, light and portable devices. The chemical, mechanical, electrochemical and optical properties of the conducting polymers are essential to plan the future research with them, as in, e.g., electrochromic devices (transmissive and reflective), chronoamperometric sensors, voltammetric sensors and controlled drug release systems. Degradability is also an important factor considering the environmental impact of the materials. Nanoparticles (NPs) of Au or Pt (1−100 nm size), when surrounded by a stabilizer, are stable, have reactive and functionalizable surfaces and catalyze many electron transfer reactions. Combinations of noble metal nanoparticles with PEDOTs (PEDOT and its derivatives) have been studied in the last years to obtain singular characteristics of the materials. The goals of this work are to study the synthesis of new inorganic/organic hybrids and their electrochemical behavior. Through 1-step oxidoreduction reaction in aqueous media, hybrids of core-shell Au@PEDOT nanoparticles were synthesized. Through this same strategy, nanoparticles of Pt dispersed in a matrix of PEDOT were synthesized. The Au@PEDOT nanoparticles had their electrochromic behavior studied. With the biodegradable macromonomer EDOTpoly(lactic acid) (EDOT-PLA) were prepared hybrids of NPsAu/(oligomers of EDOTPLA) and also of NPsAu with the new polymer PEDOT-PLA. The produced materials were analyzed. The nanoparticles are very small, with a maximum of distribution in less than 10 nm. Its observed that PEDOT-PLA is conducting, electronically similar to PEDOT and insoluble in water. It is also more stable as a film than PEDOT. NPsAu/PEDOT-PLA demonstrates to have electrocatalytic towards the reduction of hydrogen peroxide. Electrodes of high performance towards the reduction of hydrogen peroxide were thus obtained (sensitivity 8.4x10-3 A cm-2 mol-1 L; linear range (5.1x10-4 − 4.5x10-2) mol L-1; limit of detection 1.7x10-4 mol L-1). Syntheses of acrylic hydrogels and the insertion of nanoparticles/PEDOT in them were also performed, modifying their properties. / Entre os polímeros orgânicos condutores eletrônicos o PEDOT (poli(3,4- etilenodioxitiofeno)) é largamente utilizado na fabricação de eletrodos em dispositivos miniaturizados, leves e portáteis. As propriedades químicas, mecânicas, eletroquímicas e ópticas dos polímeros condutores são essenciais para planejar a pesquisa futura com eles, e.g., em dispositivos eletrocrômicos transmissivos e reflexivos, sensores cronoamperométricos, sensores voltamétricos e sistemas de liberação controlada de drogas. Degradabilidade também é um fator importante ao considerar o impacto ambiental dos materiais. Nanopartículas (NPs) de Au ou Pt (1−100 nm de tamanho), quando revestidas por um estabilizante, são estáveis, possuem superfícies reativas e funcionalizáveis e catalisam muitas reações de transferência de elétrons. As combinações de nanopartículas de metais nobres com PEDOTs (PEDOT e seus derivados) vêm sendo bastante estudadas nos últimos anos de forma a obter características singulares dos materiais. Os objetivos deste trabalho são estudar a síntese de novos híbridos inorgânicos/orgânicos e o seu comportamento eletroquímico. Foram sintetizados, por reação de oxidorredução em uma etapa em meio aquoso, híbridos de nanopartículas core-shell de Au@PEDOT. Por esta mesma estratégia, nanopartículas de Pt dispersas em matrizes de PEDOT foram sintetizadas. As nanopartículas de Au@PEDOT tiveram o seu comportamento eletrocrômico estudado. Com o macromonômero biodegradável EDOT-poli(ácido lático) (EDOT-PLA) foram preparados híbridos de NPsAu/(oligômeros de EDOT-PLA) e também de NPsAu com o novo polímero PEDOT-PLA. Os materiais produzidos foram analisados. As nanopartículas são muito pequenas, com um máximo de distribuição em menos de 10 nm. Observa-se que o PEDOT-PLA é um condutor, de estrutura eletrônica semelhante ao PEDOT e insolúvel em água. Ele também é mais estável em filme do que o PEDOT. NPsAu/PEDOT-PLA demonstra ter atividade eletrocatalítica de redução do peróxido de hidrogênio. Eletrodos de alto desempenho para a redução de peróxido de hidrogênio foram, portanto, obtidos (sensibilidade 8,4x10-3 A cm-2 mol-1 L; faixa linear (5,1x10-4 4,5x10-2) mol L-1; limite de detecção 1,7x10-4 mol L-1). Foram feitas também sínteses de hidrogeis acrílicos e a inserção de nanopartículas/PEDOT neles, modificando as suas propriedades.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5699.pdf: 4598797 bytes, checksum: 3d3bdd7719250cba1af6bbb0169b7216 (MD5) Previous issue date: 2013-12-06 / Universidade Federal de Sao Carlos / Different electrochemical techniques were used to characterize the boron-doped diamond (BDD) electrode and to determine estrone. After parameters optimization, the detection limits obtained using differential pulse voltammetry (0.27 μmol L 1) and square-wave voltammetry (0.096 μmol L 1) with a cathodically pretreated BDD electrode were comparable to values reported in the literature. An even smaller value was obtained when amperometric detection was used with a flow injection system FIA-EC (0.050 μmol L 1), because there is a reduction of capacitive current interferences when a fixed potential is applied, as the continuous flow rate (surface cleaning and mass transport effect). In all cases, the BDD electrode presented a stable response (inter- and intra-day repeatabilities) and different matrices did not have significant influence on the detection of estrone. Consequently, the investigated techniques are promising for this purpose, with excellent accuracy and precision. In the electrochemical degradation of estrone studies in a flow reactor a rapid decay of estrone concentration was attained, due to the high oxidation power of the BDD electrode. This decay is dependent on the studied parameters (current density, flow rate, and pH); best results were attained at pH 3. Intermediate products formed during electrolyses of estrone at different pH (3, 7, and 10) were investigated by LC-MS/MS; thus, inedited (partial) degradation pathways were proposed, aiming at understanding the influence of pH on the generation of intermediates. Finally, electrochemical degradation of estrone at pH 7 using the BDD electrode was compared with the one attained with a β‒PbO2 electrode, also with an inedited mechanistic study. / Diferentes técnicas eletroquímicas foram usadas para caracterizar o eletrodo de diamante dopado com boro (BDD) e para a determinação de estrona. Após otimização de parâmetros, os valores de limite de detecção obtidos usando a voltametria de pulso diferencial (0,27 μmol L 1) e a voltametria de onda quadrada (0,096 μmol L 1) com o eletrodo de BDD prétratado catodicamente foram comparáveis àqueles na literatura. Um valor ainda menor foi obtido quando se utilizou detecção amperométrica em um sistema de injeção em fluxo FIA-EC (0,050 μmol L 1), dada a redução de interferências da corrente capacitiva pela aplicação de um potencial fixo, fluxo contínuo (transporte de massa e renovação de superfície do eletrodo). Em todos os casos, o eletrodo de BDD apresentou-se bastante estável (repetibilidade intra-dia e entre-dias) e diferentes matrizes não tiveram influências significantes na detecção da estrona. Consequentemente, as técnicas investigadas se mostraram promissoras para esse propósito, com excelentes precisão e exatidão. Na degradação eletroquímica de estrona em um reator em fluxo, devido ao alto poder oxidante do eletrodo de BDD, obteve-se um decaimento rápido da concentração de estrona, dependente das variáveis investigadas (densidade de corrente, vazão volumétrica e pH); melhores resultados foram obtidos a pH 3. Os intermediários formados durante eletrólises de estrona em diferentes pHs (3, 7 e 10) foram investigados por LCMS/ MS, sendo que rotas inéditas de degradação (parcial) foram propostas, no intuito de entender melhor a influência do pH na formação dos intermediários. Além disso, a degradação eletroquímica de estrona utilizando o eletrodo de BDD foi ainda comparada com a obtida com um eletrodo de β‒PbO2, também com estudo mecanístico inédito.

Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2017-09-13T16:28:44Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Evellyn Gonçalves de Souza - 2017.pdf: 2198173 bytes, checksum: 0e490bd8b1f7554afb334a3e27faf8ef (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-09-19T13:57:54Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Evellyn Gonçalves de Souza - 2017.pdf: 2198173 bytes, checksum: 0e490bd8b1f7554afb334a3e27faf8ef (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-19T13:57:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Evellyn Gonçalves de Souza - 2017.pdf: 2198173 bytes, checksum: 0e490bd8b1f7554afb334a3e27faf8ef (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-08-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Dengue is an endemic disease that causes wide concern both the health systems and to the patients. Thus, it is important that studies aiming at diagnoses faster and with possibility of field application can be developed for the medical intervention happens early, avoiding the worsening of the cases. Therefore, the aim of this work was to develop an electrochemical biosensor based on the use of aptamer as a bioelement for recognition on the surface of the boron doped diamond electrode (BDD) for the detection of each of the four serotypes of the dengue virus. Previously to the development of the biosensor, the dot-blot and apta-PCR techniques were used as validation methods for the interaction between aptamer B07 and target, the 5'UTR region present in the viral genome. The cyclic voltammetry technique was used in the analysis of redox reactions on the surface of the BDD electrode with and without modification of its surface with chitosan film. Ferrocene was used as the redox mediator and electroactive indicator of hybridization of the DNA strands formed in the sensor. The peaks of current indicated that the electrode with chitosan film modification on its surface presented greater stability. The redox compound had higher affinity for the double chains hybridized on the surface of the electrode, showing current values for DENV 1, 2, 3 and 4 of were 0.73; 0.69; 0.79 and 1.03 μA, respectively. These values were higher than the current found for the single-stranded aptamer (ssDNA), which was 0.62 μA, as well as for the current obtained from the aptamer hybridized with its complementary strand (dsDNA) whose value was 0.91 μA. Analyzes with time variations were performed showing a reduction in current values as a function of time, probably due to the reduction of the interaction of the electroactive material in the sensor. The aptasensor developed here showed good detection distinction between nucleic acid sequences, presenting potential for application in the detection of dengue virus. / A dengue é uma doença endêmica que causa grande preocupação tanto aos sistemas de saúde quanto aos pacientes. Dessa forma, é importante que estudos visando diagnósticos mais rápidos e com possibilidade de aplicação a campo possam ser desenvolvidos para que a intervenção médica possa ser precoce, evitando-se o agravamento dos casos. Neste sentido, buscou-se no presente trabalho desenvolver um biossensor eletroquímico baseado no uso de aptâmero como bioelemento reconhecedor na superfície do eletrodo de diamante dopado com boro (DDB) para a detecção de cada um dos quatro sorotipos do vírus da dengue. Previamente ao desenvolvimento do biossensor, as técnicas de dot-blot e apta-PCR foram utilizadas como métodos de validação da interação entre o aptâmero B07 e alvo, a região 5’UTR presente no genoma viral. A técnica de voltametria cíclica foi utilizada nas análises de reações redox na superfície do eletrodo DDB com e sem modificação de sua superfície com filme de quitosana. O composto ferroceno foi utilizado como mediador redox e indicador eletroativo de hibridização das cadeias de DNA formadas no sensor. Os picos de corrente indicaram que o eletrodo com modificação de filme de quitosana em sua superfície apresentou maior estabilidade, onde o composto redox teve maior afinidade pelas duplas cadeias hibridizadas na superfície do eletrodo, apresentando valores de correntes para DENV 1, 2, 3 e 4 de foram 0,73; 0,69; 0,79 e 1,03 μA, respectivamente. Esses valores foram superiores a corrente encontrada para o aptâmero em fita simples (ssDNA) que foi de 0,62 μA, assim como observada para corrente obtida do aptâmero hibridizado com sua fita complementar (dsDNA) cujo valor obtido foi de 0,91 μA. Análises com variações de tempo foram realizadas apresentando redução nos valores de correntes em função do tempo, provavelmente devido à redução da interação do material eletroativo no sensor. O aptasensor aqui desenvolvido apresentou boa detecção distinção entre sequências de ácidos nucleicos, apresentando potencial para aplicação na detecção do vírus da dengue.

Submitted by LOANDA RAQUEL CUMBA null (loandacumba@gmail.com) on 2016-04-18T17:28:50Z No. of bitstreams: 1 Tese Final - Loanda Cumba (2016).pdf: 4586367 bytes, checksum: c39a78169180c1ccedbe3f393fccbaee (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-04-19T16:39:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 cumba_lr_dr_ilha.pdf: 4586367 bytes, checksum: c39a78169180c1ccedbe3f393fccbaee (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-19T16:39:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cumba_lr_dr_ilha.pdf: 4586367 bytes, checksum: c39a78169180c1ccedbe3f393fccbaee (MD5) Previous issue date: 2016-03-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho descreve a preparação, caracterização e aplicação eletroanalítica de um metalosilsesquioxano ligado em uma sílica mesoporosa (MCM-41) e em uma zeólita (H-FAU-Si/Al 40) com hexacianoferrato de níquel adsorvido em sua superfície. Algumas técnicas espectroscópicas como: Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios X (EDS) e Voltametria cíclica, foram utilizadas na caracterização dos materiais formados. Os espectros na região do Infravermelho para o MTTiPNiH e ZTTiPNiH apresentaram as bandas de seus precursores (TTiP, MCM-41 e H-FAU-Si/Al 40), apenas duas absorções diferiram dos demais espectros, uma em, aproximadamente, 2168 cm-1 e outra a 2098 cm-1, tais resultados foram atribuídos ao estiramento ν (C≡N). Para o MTTIPNiH, através das micrografias pode-se observar partículas com tamanhos variados, entre 0,30 µm a 0,60 µm. Para o ZTTiPNiH as micrografias apresentaram um pequeno aumento no tamanho de partículas, aproximadamente de 50 nm, quando comparado a seus precursores. O EDS determinou a composição química semi-quantitativa dos elementos carbono, oxigênio, silício, titânio, fósforo, níquel e ferro, presentes em ambas as amostras. O eletrodo de pasta de grafite exibiu um par redox bem definido com potencial de médio padrão (E°’) de +0,53 V e +0,51 V para o MTTiPNiH e ZTTiPNiH, respectivamente, atribuído ao processo redox FeII(CN)6 / FeIII(CN)6 em presença de níquel. O eletrodo de pasta de grafite modificado com MTTiPNiH apresentou atividade eletrocatalítica para dipirona e para o sulfito, já o eletrodo de pasta de grafite modificado com ZTTiPNiH apresentou atividade eletrocatalítica apenas para o sulfito. Em uma segunda etapa, prepararam-se eletrodos impressos via screen-printed para detecção e quantificação de pindolol utilizando a técnica de voltametria de onda quadrada em uma faixa de concentração de 0,10 µmol L-1 – 10,0 µmol L-1. Após a detecção de pindolol, o protocolo de detecção foi utilizado na avaliação e recuperação desta substância a partir de urina humana. Eletrodos impressos via screen-printed foram empregados pela primeira vez na detecção da substância psicoativa Synthacaine. A detecção eletroquímica indireta para MPA/2-AI simultaneamente, utilizando eletrodos impressos apresentou resultados satisfatórios. Após a detecção simultânea de MPA e 2-AI, amostras reais de Synthacaine foram utilizadas para quantificar, através de técnicas eletroquímicas, estes analitos por meio do protocolo de detecção anteriormente proposto. / This research describes the preparation, characterization and electroanalytical application of a metalosilsesquioxane bonded in mesoporous silica (MCM-41) and in zeolite (H-FAU-Si/Al 40) with nickel hexacyanoferrate adsorbed on their surface. Techniques as fourier transform infra-red spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectrometry (EDS) and cyclic voltammetry were used in the characterization of the synthesized materials. The spectra in the infrared region for MTTiPNiH and ZTTiPNiH showed the bands of their precursors (TTiP, MCM-41 and H-FAU Si/Al 40), only two absorption differed from the others spectra, one at, approximately, 2168 cm-1 and another at 2098 cm-1 , which were attributed to stretching ν(C≡N). For MTTIPNiH through the micrographs can be observed particles with varied sizes between 0.30 µM to 0.60 µm. For ZTTiPNiH the micrographs showed a small increase in particle size, approximately, 50 nm, as compared to their precursors. EDS determined the semi-quantitative chemical composition of carbon, oxygen, silicon, titanium, phosphorus, nickel and iron present in both samples. The carbon paste electrode exhibited a well-defined redox couple with E°' = +0.53 V and +0.51 V for MTTiPNiH and ZTTiPNiH, respectively, attributed to the redox process FeII(CN)6 / FeIII(CN)6 in presence of nickel. Carbon paste electrode modified with MTTiPNiH showed electrocatalytic activity to dipyrone and sulfite. However the carbon paste electrode modified with ZTTiPNiH showed electrocatalytic activity only for sulfite. In a second step, screenprinted electrodes were produced for the detection and quantification of pindolol using square wave voltammetry technique at a concentration range of 0.10 µmol L-1 to 10.0 µmol L-1 . After pindolol detection, the protocol of detection was used in the evaluation and recovery of pindolol from human urine. Screen-printed electrodes were used for the first time in the detection of psychoactive substance Synthacaine. Indirect electrochemical detection for MPA/2-AI simultaneously, using Screen-printed electrodes showed satisfactory results. After the simultaneous detection of MPA and 2-AI, real samples of Synthacaine were used to quantify through electrochemical techniques, these analytes by protocol of detection previously proposed.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The use of herbal medicines as an alternative treatment has increased by the belief that natural products do not cause damage to health. However cases in which natural products are added of synthetic drugs not declared, presumably to enhance the effectiveness them have been reported in the literature. In the case of weight loss formulations the main adulterants found are appetite suppressants, antidepressants, benzodiazepines, diuretics and laxatives. The identification of these frauds is only possible by applying the analytical methods able to detect the presence of adulterants in the formulations. This paper describes the development of two methods employing separation techniques with electrochemical detection for the determination of diuretics and laxatives as adulterants in herbal products. The method employing capillary zone electrophoresis (CZE) with contactless conductivity detection (C4D) allows the simultaneous determination of amiloride, chlorthalidone, hydrochlorothiazide, furosemide and phenolphthalein in the following optimized conditions: working electrolyte phosphate buffer 20 mmol L-1 (pH 9.2) containing 30% methanol (v/v) separation potential -15 kV, temperature 25 °C, injection hydrodynamic by gravity in 20 cm for 60 seconds. The method employing ion pair chromatography (IPC) with pulsed amperometric detection (PAD) allows the determination of hydrochlorothiazide, chlorthalidone and furosemide on the following conditions: mobile phase phosphate buffer 5 mmol L-1 (pH 4.5) containing SDS 0.3 mmol L-1 and 50% methanol (v/v), sample potential of +0.8 V, the cleaning potential of -0.2 V and +1.0 V, and flow rate of 1.0 mL/min. Both methods were validated in the parameters of linearity, limit of detection limit of quantification, precision, accuracy and selectivity, and were applied in the analysis of 26 samples of natural weight loss products purchased from pharmacies in nine Brazilian states. In three of 26 samples were identified the presence of illegal diuretic hydrochlorothiazide in concentrations ranging from 0.6 to 7.0 mg/capsule. In addition, five other samples called naturals contained declared on the label of the packaging the presence of synthetic diuretics hydrochlorothiazide or furosemide. Both methods were able to identify the adulterants present in samples with high selectivity and sensitivity. Furthermore, they presented very approximate results in the concentration of adulterants found in the formulations. There is still no unified regulation established by the government for control of herbal products. Each country has its laws, but the marketing is global. Maybe this is the reason why the adulteration of natural products has been a recurring practice in various parts of the world. Therefore, effective regulation for the natural products can result in the reduction of these offenses, and punishment of offenders, thus ensuring the rights of consumers to make quality treatment, safe and effective, without prejudice to health. Keywords: Pharmaceutical formulations, adulterants, diuretics, laxatives, methods of separation, electrochemical detection. / O uso de ervas medicinais como tratamento alternativo tem crescido por se acreditar que produtos naturais não causam danos à saúde. No entanto casos de adulteração de produtos naturais com adição não declarada de fármacos sintéticos, presumidamente para aumentar a eficácia dos mesmos, têm sido relatados na literatura. No caso de formulações emagrecedoras os principais adulterantes já encontrados são anorexígenos, antidepressivos, benzodiazepínicos, diuréticos e laxantes. A identificação destas fraudes só é possível com a aplicação de metodologias analíticas capazes de detectar a presença destes adulterantes nas formulações. Este trabalho descreve o desenvolvimento de duas metodologias empregando técnicas de separação com detecção eletroquímica para a determinação de diuréticos e laxantes como adulterantes em produtos naturais. O método empregando eletroforese capilar de zona (CZE) com detecção por condutividade sem contato (C4D) permite a determinação simultânea de amilorida, clortalidona, hidroclorotiazida, furosemida e fenolftaleína nas condições otimizadas: eletrólito de trabalho tampão fosfato 20 mmol L-1 (pH 9,2) contendo metanol 30% (v/v), potencial de separação -15 Kv, temperatura 25 °C; injeção hidrodinâmica por gravidade em 20 cm durante 60 s. O método empregando cromatografia de par iônico (IPC) com detecção por amperometria pulsada (PAD) permite a determinação de hidroclorotiazida, clortalidona e furosemida nas seguintes condições: fase móvel tampão fosfato 5 mmol L-1 (pH 4,5) contendo SDS 0,3 mmol L-1 e metanol 50% (v/v); potencial de amostragem de +0,8 V; potenciais de limpeza de -0,2 V e +1,0 V; e fluxo de 1,0 mL/min. Os dois métodos foram validados nos parâmetros de linearidade, limite de detecção, limite de quantificação, precisão, exatidão e seletividade e, foram aplicados na análise de 26 amostras de produtos naturais emagrecedores adquiridos de farmácias de manipulação de nove estados brasileiros. Em três das 26 amostras foi identificada a presença ilegal do diurético hidroclorotiazida em concentrações que variaram de 0,6 a 7,0 mg/cápsula. Além disso, outras cinco amostras ditas naturais continham declarado no rótulo das embalagens a presença dos diuréticos sintéticos hidroclorotiazida ou furosemida. Os dois métodos foram capazes de identificar os adulterantes presentes nas amostras com alta seletividade e sensibilidade. Além disso, apresentaram resultados bastante aproximados com relação às concentrações encontradas dos adulterantes nas formulações. Ainda não existe uma regulamentação unificada estabelecida pelos órgãos governamentais para o controle de produtos fitoterápicos. Cada país tem a sua legislação, porém a comercialização destes produtos é globalizada. Talvez por isso a adulteração de produtos naturais vem sendo uma prática recorrente em diversas partes do mundo. Logo, uma regulamentação efetiva para os produtos de origem natural, pode resultar na redução destas infrações, ou punição dos infratores, garantindo assim os direitos dos consumidores de realizar um tratamento de qualidade, seguro e eficaz, sem prejuízo à saúde.

Orientador: Devaney Ribeiro do Carmo / Resumo: O presente trabalho descreve a preparação, caracterização e aplicação eletroanalítica de um metalosilsesquioxano ligado em uma sílica mesoporosa (MCM-41) e em uma zeólita (H-FAU-Si/Al 40) com hexacianoferrato de níquel adsorvido em sua superfície. Algumas técnicas espectroscópicas como: Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios X (EDS) e Voltametria cíclica, foram utilizadas na caracterização dos materiais formados. Os espectros na região do Infravermelho para o MTTiPNiH e ZTTiPNiH apresentaram as bandas de seus precursores (TTiP, MCM-41 e H-FAU-Si/Al 40), apenas duas absorções diferiram dos demais espectros, uma em, aproximadamente, 2168 cm-1 e outra a 2098 cm-1, tais resultados foram atribuídos ao estiramento ν (C≡N). Para o MTTIPNiH, através das micrografias pode-se observar partículas com tamanhos variados, entre 0,30 µm a 0,60 µm. Para o ZTTiPNiH as micrografias apresentaram um pequeno aumento no tamanho de partículas, aproximadamente de 50 nm, quando comparado a seus precursores. O EDS determinou a composição química semi-quantitativa dos elementos carbono, oxigênio, silício, titânio, fósforo, níquel e ferro, presentes em ambas as amostras. O eletrodo de pasta de grafite exibiu um par redox bem definido com potencial de médio padrão (E°’) de +0,53 V e +0,51 V para o MTTiPNiH e ZTTiPNiH, respectivamente, atribuído ao processo redox FeII(CN)6 / FeIII(CN)6 em... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This research describes the preparation, characterization and electroanalytical application of a metalosilsesquioxane bonded in mesoporous silica (MCM-41) and in zeolite (H-FAU-Si/Al 40) with nickel hexacyanoferrate adsorbed on their surface. Techniques as fourier transform infra-red spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectrometry (EDS) and cyclic voltammetry were used in the characterization of the synthesized materials. The spectra in the infrared region for MTTiPNiH and ZTTiPNiH showed the bands of their precursors (TTiP, MCM-41 and H-FAU Si/Al 40), only two absorption differed from the others spectra, one at, approximately, 2168 cm-1 and another at 2098 cm-1 , which were attributed to stretching ν(C≡N). For MTTIPNiH through the micrographs can be observed particles with varied sizes between 0.30 µM to 0.60 µm. For ZTTiPNiH the micrographs showed a small increase in particle size, approximately, 50 nm, as compared to their precursors. EDS determined the semi-quantitative chemical composition of carbon, oxygen, silicon, titanium, phosphorus, nickel and iron present in both samples. The carbon paste electrode exhibited a well-defined redox couple with E°' = +0.53 V and +0.51 V for MTTiPNiH and ZTTiPNiH, respectively, attributed to the redox process FeII(CN)6 / FeIII(CN)6 in presence of nickel. Carbon paste electrode modified with MTTiPNiH showed electrocatalytic activity to dipyrone and sulfite. However the carbon paste electrode... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / In the present study, a new nanocomposite based on ZnCdTe semiconductor nanocrystals synthesized in situ on reduced graphene oxide was obtained. The characterization of the heterostructure was done by transmission electronic microscopic and using spectroscopic emission and UV-Vis absorption techniques, where it was possible to observe the growth of nanocrystals in the rGO reduced graphene oxide matrix, as well as to estimate the value of the optical band gap. Cyclic voltammetry was used as a complementary characterization technique which was created to investigate the surface of the nanomaterial and calculate the band gap, obtaining approximate value to the optic. The study of the multifunctionality in applications of the obtained nanocomposite was carried out using the material as base of an electrochemical sensor and also, as a catalyst in the process of degradation of the methylene blue dye by exposure to the ultrasound waves, using the sonocatalysis procedure. To evaluate the electrochemical properties of the modified carbon paste electrodes with nanocomposite were prepared, with an effective area equal to 0.30 cm2. The modified electrode showed high sensitivity in the detection of the pesticide carbendazim. The parameters for the best conditions of analysis were established and a calibration curve was constructed with a behavior proportional to the concentration of the electroactive species in a linear range of 9.98.10-8 to 1.20.10-5 mol L-1, with limit of detection and quantification equal to 9.20.10-8 and 2.80.10-7 mol L-1, respectively. The method developed was applied in real samples of orange juice, which detected a concentration of 2.91.10-5 mol L-1 of the analyte, above that allowed by the legislation, indicating a possible contamination of the matrix. The sonocatalytic procedure demonstrated that the presence of the nanocomposite as a catalyst in the dye degradation process favored the dye degradation reaction speed in which it was possible to observe its color change during the time of exposure to the ultrasonic energy. / No presente estudo, foi obtido um novo nanocompósito a base de nanocristais semicondutores de ZnCdTe sintetizados in situ em óxido de grafeno reduzido. As caracterizações da heteroestrutura foram realizadas através da microscopia eletrônica de transmissão e utilizando as técnicas espectroscópicas de emissão e absorção UV-Vis, em que foi possível observar o crescimento dos nanocristais na matriz de óxido de grafeno reduzido, como também estimar o valor do band gap óptico. A técnica de voltametria cíclica foi utilizada para investigar a superfície do nanomaterial e calcular o band gap eletroquímico, obtendo-se valor aproximado ao óptico. O estudo da multifuncionalidade em aplicações do nanocompósito obtido foi realizado utilizando o material como base de um sensor eletroquímico e também, como catalisador no processo de degradação do corante azul de metileno por exposição as ondas de ultrassom, empregando o procedimento de sonocatálise. Para avaliar as propriedades eletroquímicas, eletrodos de pasta de carbono modificados com o nanocompósito foram preparados, com uma área efetiva igual 0,30 cm2. O eletrodo modificado mostrou elevada sensibilidade na detecção do pesticida carbendazim. Os parâmetros para as melhores condições de análise foram estabelecidos e uma curva de calibração foi construída com um comportamento proporcional a concentração da espécie eletroativa em uma faixa linear de 9,98.10-8 a 1,20.10-5 mol L-1, apresentando um limite de detecção e quantificação igual a 9,20.10-8 e 2,80.10-7 mol L-1, respectivamente. O método desenvolvido foi aplicado em amostras reais de suco de laranja, o qual detectou uma concentração de 2,91.10-5 mol L-1 do analito, este valor está acima do permitido pela legislação, indicando uma possível contaminação da matriz. O procedimento sonocatalítico demonstrou que a presença do nanocompósito como catalisador no processo de degradação do corante favoreceu a velocidade da reação de degradação do corante no qual, foi possível observar a sua mudança de cor do decorrer do tempo de exposição à energia ultrassônica. / São Cristóvão, SE

Orientador: Lauro Tatsuo Kubota / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-27T17:12:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Giordano_GabrielaFurlan_M.pdf: 2251330 bytes, checksum: a6853decc37a3f82817a0457cc141778 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo desenvolver um sistema eletroquímico capaz de detectar e quantificar etanol presente em amostras de vinho de cana-de-açúcar. Três métodos de modificação de eletrodo de níquel foram estudados visando à obtenção das espécies Ni(OH)2/NiOOH. Um dos métodos consistiu no condicionamento eletroquímico em NaOH, o outro, na oxidação química em persulfato de amônio e tratamento térmico e o terceiro, na deposição eletroquímica de Ni(OH)2 dopados com Co2+ e Cd2+, a partir de solução contendo os nitratos desses metais. Esse último apresentou resultados com maior repetibilidade de preparação e resposta. As técnicas SEM-FEG e XPS foram empregadas, a fim de caracterizar morfologicamente o Ni(OH)2 obtido e permitir determinações qualitativas e quantitativas sobre a composição química da superfície, respectivamente. Para a aplicação nas amostras empregou-se a técnica de extração por difusão gasosa através de uma membrana hidrofóbica. Assim, um módulo de extração foi construído no qual uma membrana de PTFE separou a solução de etanol - a ser analisada - de uma solução receptora de NaOH 100,0 mmol L-1, na qual o sistema eletroquímico foi acoplado. As condições aplicadas ao sistema foram otimizadas de modo a resultar em menores desvios das medidas analíticas. O vapor de etanol recolhido na solução de NaOH foi analisado utilizando o eletrodo de trabalho desenvolvido e foi possível monitorar soluções de etanol no intervalo 2,0 a 20,0% v/v. A concentração de etanol foi determinada em amostras de vinho de cana-de-açúcar por dois métodos diferentes: interpolação em curva analítica preparada em meio salino com condutividade similar às amostras e adição de padrão. Os resultados obtidos foram estatisticamente equivalentes em comparação com a técnica de FTIR, considerando nível de confiança de 95% / Abstract: This work describes the development of an electrochemical system to detect and quantify ethanol on fermentation broths. Three methods were studied to modify the electrode surface in order to obtain Ni(OH)2/NiOOH species: i) electrochemical cycling in NaOH solution; ii) chemical oxidation on ammonium persulfate and heat treatment; and, iii) electrochemical deposition of nickel, cobalt and cadmium from a solution containing the respective nitrates and application of cathodic current. The latter one showed good repeatability, therefore, an analytical curve was obtained by cyclic voltammetry technique and the analytical sensitivity was 1.2 ìA L mmol-1. Scanning electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy were employed to characterize the structures formed and allow qualitative and quantitative determination about the surface chemical composition. In order to provide selectivity to electrochemical determination of ethanol on complex samples, the electrochemical system was coupled to gas diffusion extraction through hydrophobic membrane. Thus, an extraction module was constructed in which a PTFE membrane separated the ethanol donor solution, standard or sample, from receptor solution, the electrolyte used on electrochemical analyses (100.0 mmol L-1 NaOH). The conditions applied to the system were optimized to yield repeatability on analytical measurements. In this platform, it was possible to monitor ethanol solutions in the range of 2.0 up to 20.0% v/v. Samples of fermentation broth were analyzed by two methods: direct interpolation on saline analytical curve with conductivity similar to samples and standard addition. The results were in agreement with respect to those obtained by FTIR method at 95% confidence level / Mestrado / Quimica Analitica / Mestra em Química

In this work, semiconductor nanocrystal alloys (NCs), ZnCdTe and MgCdTe were obtained by the bottom-up approach in aqueous synthesis assisted by conventional and microwave-assisted hydrothermal route. Different synthesis variables such as pH, capping agent (mercaptopropionic acid and glutathione), Zn/Cd ratio and time were used for ZnCdTe nanocrystal synthesis. For MgCdTe synthesis, pH was kept constant while time, Mg/Cd ratio and capping agent were evaluated. UV-Vis absorption and emission spectra (PL) showed composition dependence (Zn / Cd and Mg / Cd) which was altered depending on the synthesis parameter. These results were corroborated by transmission electron microscopy (TEM) as well as for chemical analysis by atomic absorption spectrometry. Cyclic voltammetry was used as a complementary technique to optical characterizations in the determination of semiconductor NCs band gap, obtaining approximate results. Novel nanocomposites of graphene derivatives (from citric acid and graphite) modified with NCs of MgCdTe were satisfactorily prepared by in situ hydrothermal synthesis and characterized by PL and TEM. Homemade modified carbon paste electrodes were built to evaluate the electrochemical behavior of the new composites, being used for the first time to the study of epinephrine and lidocaine eletrooxidation and their mixtures. The differential pulse voltammetry, proved to be a sensitive technique in both determination of electroactive species with detection limits that reached 9.2x10-8 mol.L-1, for epinephrine and 9.5x10-7 mol.L - 1 for lidocaine. / Neste trabalho, as ligas de nanocristais semicondutores (NCs), ZnCdTe e MgCdTe foram obtidas via abordagem Bottom-up, em síntese aquosa assistida por rota hidrotermal convencional e rota hidrotermal assistida por micro-ondas. Para a síntese de NCs de ZnCdTe foram utilizados diferentes variáveis da síntese como, pH, estabilizantes (ácido mercaptopropiônico e glutationa), proporção Zn/Cd e tempo. Os diferentes parâmetros de síntese (tempo, composição e estabilizantes como, glutationa e glutationa/citrato de sódio) também foram investigados na obtenção de um sistema inédito de NCs semicondutores de MgCdTe. Os espectros de absorção UV-Vis e emissão (PL) mostraram dependência da composição (Zn/Cd e Mg/Cd) que foi alterada dependendo do parâmetro de síntese. Esses resultados foram corroborados pela microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e para os NCs de MgCdTe, sendo que a composição foi estudada quantitativamente pela espectrometria de absorção atômica (AAS). A voltametria cíclica foi utilizada como uma técnica complementar as caracterizações ópticas na determinação do band gap dos NCs semicondutores, obtendo resultados aproximados. Novos compósitos de derivados de grafeno (a partir de ácido cítrico e grafite) modificados com NCs de MgCdTe foram preparados satisfatoriamente por síntese hidrotermal in situ e caracterizados por PL e TEM. Para avaliar o comportamento eletroquímico dos novos compósitos foram fabricados eletrodos de pasta de carbono home-made e modificados com os compósitos, que foram usados pela primeira vez, no estudo da eletrooxidação de Epinefrina e Lidocaína e suas misturas. A voltametria de pulso diferencial (DPV), demonstrou ser uma técnica sensível na determinação de ambas as espécies eletroativas com limites de detecção que chegaram a 9,2x10-8 mol.L-1 para Epinefrina e 9,5x10-7 mol.L-1 para a Lidocaína.