Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-27T13:24:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Maysa de Melo Paranhos - 2014.pdf: 2355457 bytes, checksum: 7b3e122ce6fe59cb047d8e835e921f53 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-28T11:04:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Maysa de Melo Paranhos - 2014.pdf: 2355457 bytes, checksum: 7b3e122ce6fe59cb047d8e835e921f53 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-28T11:04:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Maysa de Melo Paranhos - 2014.pdf: 2355457 bytes, checksum: 7b3e122ce6fe59cb047d8e835e921f53 (MD5) Previous issue date: 2014-01-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / DSA® electrodes modified with films ErYZrO2 or YZrO2 and boron-doped diamond electrodes (BDD) were tested as electrochemical sensors detect front of the neurotransmitter epinephrine and its interfering ascorbic acid (AA) and uric acid (UA), which coexist with epinephrine in biological fluids and are also electroactive, rusting in the same potential that epinephrine. The physical and morphological characterization of the films of ZrO2 were performed using the techniques of XRD, SEM / FEG, EDXS and Open circuit potential. For electrochemical characterization of the sensor in developing were used the techniques of cyclic voltammetry (CV), differential pulse voltammetry (DPV) and Flow Injection Analysis with Amperometric Detection. The analyzes used for physical and morphological characterization of the ZrO2 films demonstrated that the technique of spin coating together with the methodology used for the deposition of ZrO2 films on the surface of substrate DSA® showed films were obtained satisfactory. The BDD electrodes showed good catalytic activity for both analyzed substances (EP, AA and UA). While BDD electrode showed good sensitivity for detection of EP in the presence of AA, electrodes ZrO2 addition to good sensitivity and selectivity showed good reproducibility for the detection of EP without interference from UA and AA. / Eletrodos a base de DSA® modificados com filmes de ErYZrO2 e YZrO2 bem como eletrodos de Diamante Dopado com Boro (DDB) foram testados como sensores eletroquímicos para a detecção eletroquímica do neurotransmissor Epinefrina (EP) e de seus interferentes ácido ascórbico (AA) e ácido úrico (AU), os quais coexistem com a EP nos fluidos biológicos oxidando-se praticamente no mesmo potencial. As caracterizações física, química e morfológica dos filmes a base de ZrO2 foram realizadas por meio das técnicas de DRX, MEV/FEG, EDXS e potencial de circuito aberto. Para caracterização eletroquímica do sensor produzido foram utilizadas as técnicas de Voltametria Cíclica (VC), Voltametria de Pulso Diferencial (VPD) e Análise por Injeção em Fluxo em modo Amperométrico. As análises utilizadas para caracterização física e morfológica dos filmes a base de ZrO2 mostraram que a técnica de spin-coating juntamente com a metodologia utilizada para deposição dos filmes a base de ZrO2 sobre substrato de DSA® permitiu a obtenção dos filmes espessos e com boa homogeneidade. O eletrodo de DDB apresentou boa atividade eletroquímica para as substâncias analisadas (EP, AA e AU). Enquanto eletrodos de DDB apresentaram boa sensibilidade para detecção de EP na presença de AA, eletrodos de ZrO2, além de boa sensibilidade, apresentaram seletividade e boa reprodutibilidade para detecção de EP sem interferência de AU e AA.

Considerando a relevância dos trabalhos onde se utiliza eletrodos quimicamente modificados e o pequeno número de estudos envolvendo cocaína e seus interferentes (cafeína, teobromina e lidocaína), por técnicas eletroquímicas ou piezelétricas, este estudo tem como objetivo o desenvolvimento de eletrodos de ouro e platina quimicamente modificados com compostos da classe das cucurbiturilas (CB[5], CB[6] e CB[7]) para a detecção de cocaína. A técnica de microbalança de cristal de quartzo foi empregada a fim de se estudar cocaína padrão e seus interferentes, em fase gasosa. Os eletrodos de ouro foram quimicamente modificados com cucurbiturilas e o modificador CB[6] apresentou os melhores resultados. Medidas por voltametria cíclica foram realizadas utilizando-se um potenciostato Autolab III acoplado a um computador, com eletrodo de ouro e platina atuando como eletrodo de trabalho, Ag/AgCl como eletrodo de referência e eletrodo espiral de platina como eletrodo auxiliar, com velocidade de varredura de 0,1 V.s-1 (100 mV.s-1). Os parâmetros voltamétricos foram otimizados para tornar as análises mais rápidas e sensíveis sem perda de qualidade ou intensidade do sinal voltamétrico. O eletrodo de platina quimicamente modificado com filme de cucurbit[6]urila apresentou aumento da corrente de pico catódica quando estudado frente à cocaína, teobromina e lidocaína. Análises com eletrodo de platina sem modificador químico apresentaram limite de detecção de 4,14.10-6 mol.L-1 e limite de quantificação de 1,38.10-5 mol.L-1 , para a cocaína, e na presença do modificador químico CB[6] apresentou limite de detecção de 1,36.10-6 mol.L-1 e limite de quantificação de 4,54.10-6 mol.L-1 . Eletrodos de ouro com ou sem a presença de modificadores químicos não apresentaram sinal para nenhum analito. / Considering the importance of chemically modified electrodes and the small amount of the cocaine study and their interfering (caffeine, theobromine and lidocaine) using electrochemical and piezoelectric techniques, this study aims to investigate the development of the gold and platinum electrodes chemically modified by cucurbiturils (CB[5], CB[6] and, CB[7]) in order to detect cocaine. The Quartz Crystal Microbalance technique was employed in order to study in gas phase the standard samples of cocaine and their interfering. Gold electrode was chemically modified with cucurbiturils films and the CB[6] modifier showed the best results. The cyclic voltammetric measurements were performed using a Autolab III potentiostat coupled to a computer, being gold and platinum as the working electrode, Ag/AgCl as the reference electrode and platinum wire as counter electrode, using a scan rate of 0,1 V.s-1 (100 mV.s-1). The voltammetric parameters were optimized in order to make the analysis faster and more sensitive without loss of intensity and quality of the voltammetric signal. The platinum electrode modified by cucurbit[6]uril film showed an increase of cathodic current peak when electrode was exposed to cocaine, theobromine and lidocaine. Analysis employed platinum working electrode without chemical modifier showed a detection limit of 4.14 . 10-6 mol.L-1 and quantification limit of 1.38 . 10-5 mol.L-1 for cocaine and with chemical modifier CB[6] showed a detection limit of 1.36 . 10-6 mol.L-1 and quantification limit of 4.54 . 10-6 mol.L-1 . Gold electrodes with or without chemical modifiers showed no response for any analyte.

O aumento nos índices de criminalidade, na maioria das vezes decorrente de atividades ligadas ao tráfico de drogas, afeta drasticamente a qualidade de vida do ser humano. A análise instrumental de entorpecentes é realizada comumente por métodos cromatográficos, oferecendo limites de detecção (LDs) em torno de 1 ng mL-1. As técnicas analíticas como voltametria, amperometria, potenciometria, dentre outras, assemelham-se às técnicas convencionais de análise, pois além de se mostrarem sensíveis para a análise de traços de substâncias orgânicas e inorgânicas, oferecem vantagens operacionais como a compreensão de mecanismos pato-fisiológicos de várias drogas, dentre elas a cocaína e seus metabólitos. Os eletrodos quimicamente modificados (EQMs) com bases de Schiff (grupos funcionais que contém uma ligação dupla carbono-nitrogênio com o átomo de nitrogênio conectado a um grupo arila ou alquila) desenvolvidos para a determinação de cocaína em amostras de interesse forense podem ser empregados em situação de análise por injeção em fluxo (FIA). Cuja metodologia consiste na inserção de uma alíquota de amostra em um fluido carregador que a transporta do ponto de injeção até a unidade de detecção. Atualmente a análise de cocaína está limitada à dosagem posterior de amostras apreendidas, uma vez que não há nenhum dispositivo portátil para a detecção da mesma em local de crime. Assim, este projeto visa desenvolver uma metodologia voltamétrica, por meio de eletrodos quimicamente modificados com bases de Schiff, e da aplicação dos mesmos em FIA para a detecção de cocaína em amostras de interesse forense. / The increase in crime occurrences, mostly due to activities linked to drug trafficking, dramatically affects the quality of human life. The instrumental analysis of drugs is commonly performed by chromatographic methods, offering limits of detection (LD) around 1 ng mL-1. Analytical techniques such as voltammetry, amperometry, potentiometry, among others, are similar to conventional analysis techniques, as well as prove sensitive for trace analysis of organic and inorganic substances, provide operational advantages as the understanding of pathophysiological mechanisms of several drugs, among them cocaine and its metabolites. The chemically modified electrodes (CMEs) with Schiff bases (functional groups containing a carbon-nitrogen double bond with the nitrogen atom attached to an alkyl or aryl group) developed for the determination of cocaine in samples of forensic interest can be used in situation of flow injection analysis (FIA). The methodology consists of inserting a sample rate of a carrier fluid that carries the point of injection to the detection unit. The analysis is limited to the dosage cocaine samples seized previously, since there is no portable device for detection in the same scene. Thus, this project aims to develop a voltammetric methodology, by means of chemically modified electrodes with Schiff bases, and applying them in the FIA for the detection of cocaine in samples of forensic interest.

Na área da saúde, destacam-se alguns fármacos amplamente administrados, os quais possuem grupamentos nitro em suas moléculas, como o Clonazepam (CNZ), Nitrazepam (NTZ) e Nimesulida (Nimes). O CNZ e o NTZ são utilizados ilicitamente em coquetéis entorpecentes, fragilizando vítimas. A Nimes é anti-inflamatório amplamente administrado e frequentemente usado sem prescrição médica. As metodologias de detecção e quantificação destes fármacos são, na sua maioria, dispendiosas, desenvolvidas por HPLC, GC, etc. Poucos trabalhos utilizam determinação eletroanalítica e dentre eles, menos ainda utilizam eletrodos quimicamente modificados (EQMs). Os EQMs melhoram a seletividade e sensibilidade das análises. Dentre as formas de modificação, a metodologia de filmes poliméricos é muito versátil e possibilita o desenvolvimento de eletrodos específicos. Uma classe importante de polímeros é a dos derivados de viologênio, como o Poli (benzil viologênio) (PBV). Este polímero é empregado com diferentes finalidades. Possui três estados de oxidação, um deles; o PBV+ atua como mediador redox. E, a partir de experimentos prévios em nosso laboratório demonstrou ainda a possibilidade de atuar na redução de nitrocompostos. Neste sentido, este trabalho determinou as melhores condições experimentais para obtenção de um EQM com o PBV para seu emprego em análise e quantificação de fármacos nitroderivados (CNZ, NTZ e Nimes), bem como em amostras comerciais, utilizando a técnica de voltametria cíclica. Este trabalho contribuiu para o desenvolvimento de uma metodologia eficaz de modificação do eletrodo de carbono vítreo (CV) com o PBV sintetizado. Este método garantiu o controle da cobertura e a linearidade nas análises. Assim, o método foi padronizado com a aplicação de eletrólise por 30 s durante o terceiro ciclo em -0,4 V. A varredura adotada foi 50 mV s-1 de 0 a -0,8 V. Esse padrão forneceu de 2,0 a 3,0 nmol cm-2 de cobertura. O eletrodo CV-PBV não apresentou dificuldades na transferência de carga da superfície do eletrodo para o polímero, apesar do valor de k = 5,2 s-1 em tampão fosfato 0,1 mol L-1 pH 7,0. O valor do coeficiente difusional de cada fármaco foi determinado em tampão fosfato 0,1 mol L-1 pH 7,0. Os estudos de redução dos fármacos em diferentes pHs estão de acordo com o mecanismo descrito na literatura. Além disso, os resultados indicam que o eletrodo modificado diminui a influência do pH sobre a redução dos fármacos. As quantificações dos fármacos foram feitas por curvas padrões com os eletrodos CV e Au, polidos e modificados. As correntes foram lineares até a concentração de 120 mol L-1. A modificação do eletrodo de CV com o PBV diminuiu, no mínimo, em aprox. 80 mV o potencial de redução dos fármacos em pH 7,0 em relação ao eletrodo de CV polido. A exceção foi o eletrodo de ouro modificado (Au-PBV) na análise de Nimes. Pode-se ainda, atribuir à modificação do eletrodo com o PBV o aumento da sensibilidade das análises em comparação aos respectivos eletrodos polidos. Somente a determinação do NTZ não apresentou o mesmo efeito. O eletrodo CV-PBV foi empregado com sucesso na quantificação dos fármacos (NTZ, CNZ e Nimes) em amostras comerciais de Rivotril®, Sonebon® e Nimesulida - medicamento genérico. As quantificações apresentaram aproximadamente 100% de recuperação. A normalização das diferentes análises pelos valores das coberturas dos eletrodos mostrou uma curva analítica com boa correlação linear. Finalmente, os resultados apresentados neste trabalho sugerem a possibilidade de desenvolver eletrodos descartáveis. Estes eletrodos podem ser empregados na análise de substâncias utilizadas de forma ilícitas, neste caso, o coquetel chamado Boa noite Cinderela, para uso da perícia forense em análise amperométrica, no próprio local investigado. Estes eletrodos também podem ser aplicados nas indústrias farmacêuticas, nos setores de controle de qualidade de fármacos e medicamentos. / In health care, broadly administered drugs can be highlighted, which possess nitro group moieties within their molecules, such as the Clonazepam (CNZ), Nitrazepam (NTZ), and Nimesulide (Nimes). CNZ and NTZ are illicitly administered as part of narcotics drinks, weakening their victims. Nimes is an anti-inflammatory drug widely administered and often used in self-medication. Detection and quantification methods of these drugs are in the majority of cases costly and involve techniques such as HPLC, gas chromatography, etc. Only few studies have made use of electroanalytical determination, and among them, even fewer have made use of chemically modified electrodes (CME). CMEs improve selectivity and sensitivity of analysis. Among of modification methods, polymeric films are very versatile and make possible the development of specific electrodes. An important type of polymers comprise Viologen derivatives, such as Poly (benzyl viologen) (PBV). This polymer is used serving different purposes. This polymer has three oxidation states; one of them, PBV+, acts as a redox mediator. Also in addition, our group has provided evidence for the possibility of PBV+ to act reducing nitro compounds. In this way, in the present work it was determined the best experimental conditions for developing CME with PBV for further application in analysis and quantification of nitro derivative drugs (CNZ, NTZ and Nimes), as well as commercial samples, through the use of cyclic voltammetry technique. This work has contributed to the development of an effective methodology for the modification of glassy carbon (GC) electrodes with synthesized PBV. This method guaranteed the control of coverage and the linearity of the analysis. In this way, this method was standardized with a potential hold during the third cycle of about -0.4V for 30 sec. Scan rate of potential was 50 mV s-1, from 0 to -0.8 V. This method provided a coverage 2.0 to 3.0 nmol cm-2. The electrode GC-PBV did not show difficulties to charge transfer from the electrode surface to polymer, although the value of k was 5.2 s-1 in 0.1 mol L-1 phosphate buffer solution, pH 7.0. The difusional coefficient value of each drug was determined in 0.1 mol L-1 phosphate buffer solution, pH 7.0. Reduction studies of drugs in different pHs were in agreement with mechanisms described in the literature. Furthermore, results suggest that modified electrode decreased pH influence regarding drug reduction. Drug quantification was achieved from standard curves using GC and gold electrodes, polished and modified. Currents were linear up to 120 mol L-1. GC electrode modification with PBV decreased, at least, in approximately 80 mV, the drug potential reduction at pH 7.0 compared to respective polished electrode. The exception was found for gold modified electrode during Nimes analysis. It can be also attributed to modification with PBV the increase of analysis sensitivity when compared to respective polished electrodes. Only NTZ determination did not show the same effect. The GC-PBV was successfully employed for drug quantification (NTZ, CNZ and Nimes) from commercial samples, such as Rivotril®, Sonebon® and Nimesulide generic medicine. Drug quantification exhibited recovery close to 100%. Standardization of different analysis by electrode coverage value showed good linear correlation. Finally, results suggest the possibility to develop disposable electrodes. These electrodes can be employed to illicit substance analysis, in the present case, the narcotic drinks known in Brazil as Boa noite Cinderela, in addition to use in forensics during amperometic analysis at the site of investigation. Also, such electrodes could be used in pharmaceutical industries, for drug and medicine quality control.

Nos últimos anos, vários métodos eletroanalíticos foram desenvolvidos a fim de tornarem mais práticas e acessíveis às análises químicas de substâncias entorpecentes realizadas pela polícia científica. Com a sensibilidade e seletividade compatíveis com as dos métodos instrumentais convencionais, é a portabilidade da técnica eletroanalítica que se sobressai e tem apresentado grande potencial para tais aplicações. O uso de complexos metálicos com as bases de Schiff como modificadores do eletrodo de trabalho, tornou ainda mais promissora a utilização destes métodos para a detecção e quantificação de entorpecentes. Os eletrodos de pasta de carbono também contribuem para a praticidade da eletroanalítica, uma vez que são produzidos de forma simples e barata. Desta forma, neste projeto foram desenvolvidos métodos voltamétricos para a quantificação da dietilamida do ácido lisérgico (LSD), utilizando-se o eletrodo de pasta de carbono modificado com o complexo [UO2(Ac-ophen)]·H2O. A aplicação do KCl como eletrólito suporte, em solução aquosa, diferencia estes métodos do encontrado na literatura. Nas análises, foram empregadas as técnicas de voltametria cíclica, onda quadrada e de pulso diferencial. A linearidade no aumento da corrente frente às variações da concentração do LSD possibilitou a obtenção das curvas analíticas com desvio padrão e limites de detecção e quantificação de 2,45, 0,62 e 1,02 mol L-1, respectivamente, como melhores resultados. As análises de recuperação das amostras, 103 e 108%, demostra a possibilidade da utilização destas no âmbito forense. / The development of electroanalytical methods for forensic science has been growing in recent years by the fact of their practicality and low cost. Once sensibility and selectivity values are compatible to conventional methods, as chromatography and spectrometry, the portability of this system consists on interesting advantages. The simple modification of the carbon paste working electrode with Schiff bases complexes became even more promising to use this method for the detection and quantification of narcotics. The carbon paste electrode itself contributes for the practicality of the analyses, once it is made of simple carbon powder, which can be disposable. This project aimed to develop voltammetric methods for the quantification of the lysergic acid diethylamide (LSD) using a carbon paste electrode modified with the complex [UO2(Ac-ophen)]·H2O. The use of aqueous solution of KCl as supporting electrolyte characterizes a less pollutant methodology, differently of other methods that still use toxic solvents The combination of the differential pulse and square wave voltammetries with the modified carbon paste was crucial for the detection of trace levels of the LSD. The linear response in various concentrations of LSD results on analytical curves with standard deviation, detection, and quantification limits of 2,45, 0,62, 1,02 mol L-1, respectively. And the recovery values of 103 and 108 % indicates the possibility of using this method in the forensic science