Made available in DSpace on 2016-08-12T18:48:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-09-10. Added 1 bitstream(s) on 2016-08-12T18:51:06Z : No. of bitstreams: 1 000857407_20170910.pdf: 828849 bytes, checksum: 3d1d6ca67089dd4d215ef86e6e490933 (MD5) Bitstreams deleted on 2017-09-11T13:55:54Z: 000857407_20170910.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2017-09-11T13:56:49Z : No. of bitstreams: 1 000857407.pdf: 2331591 bytes, checksum: 1fa5b1caae874d52e97bccd59a46ce2f (MD5) / Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de dois sensores eletroquímicos modificados para determinação sensível e seletiva de cisplatina, um dos fármacos mais frequentemente utilizados no tratamento oncológico de diversos tipos de patologias tumorais cancerosas. O primeiro sensor foi desenvolvido a base de pasta de carbono modificado com a enzima glutationa-s-transferase (GST). O biossensor é baseado na resposta inibitória da atividade enzimática da enzima GST devido à adição do fármaco cisplatina. Glutationa reduzida (GSH) e 1-cloro-2,4-dinitrobenzeno foram utilizados como substratos para a enzima GST, os quais foram adicionados na concentração de 1,0 x 10-3 mol L-1 na cela de medida. As técnicas utilizadas para a caracterização do sistema foram espectroscopia de infravermelho, voltametria cíclica e impedância eletroquímica. Os resultados quantitativos daquelas interações foram obtidos usando VOQ, observando-se uma resposta linear entre 50 e 140 μmol L-1 de cisplatina e limite de detecção de 8,8 μmol L-1 de cisplatina. O biossensor apresentou uma boa repetibilidade intra-dia com um desvio padrão relativo de 4,2% avaliando quatro curvas analíticas. O uso da pasta de carbono ofereceu a possibilidade de uma simples, rápida e eficiente renovação da camada de superfície do eletrodo, o que permitiu a utilização da mesma pasta em várias medidas durante um longo período de tempo. Adicionalmente, foi desenvolvido um sensor não enzimático no monitoramento da cisplatina usando eletrodos impressos de carbono (SPCE, screen-printed carbon electrodes) modificados com nanotubos de carbono de multiplas paredes funcionalizados com grupos carboxila (MWCNT-COOH.SPCE) da DROPSENS® (SDS 110CNT). Com o propósito de avaliar a influência dos nanotubos de carbono na resposta do sensor de cisplatina foi utilisada a técnica de voltametria cíclica. O uso do surfactante dodecilsulfato... / This thesis presents the development of two electrochemical sensors for the sensitive and selective detection of cisplatin, one of the drugs most frequently used in the oncologic treatment of several cancer tumor pathologies. The first was a biosensor based on carbon paste modified with the enzyme glutathione-s-transferase (GST). The biosensing was based on the inhibitory response of the enzymatic activity of GST due to the addition of the drug cisplatin. Reduced glutathione (GSH) and 1-chloro-2,4-dinitrobenzene were used as substrates for the GST enzyme, and were added at the concentration of 1.0 x 10-3 mol L-1 in the measuring cell. The techniques used for the characterization of the system were infrared spectroscopy, cyclic voltammetry and electrochemical impedance. The quantitative results of those interactions, obtained by square wave voltammetry (SWV) and differential pulse with adsorptive stripping voltammetry were very similar, and very promising for the analysis of cisplatin. The biosensor showed, using SWV, a linear response between 50 and 140 μmol L-1 of cisplatin. The detection limit was 8.8 μmol L-1 of cisplatin. In the intra-day repeatability studies, the relative standard deviation was 4.2%, from the analysis of four analytical curves, showing the repetitiveness of the electrochemical response of the proposed sensor. The use of the carbon paste offered the possibility of the simple, quick and efficient renewal of the surface layer of the electrode, which allowed the use of the same paste for several measurements during a long period of time. Additionally, a non-enzymatic sensor was developed for the monitoring of cisplatin using screen-printed carbon electrodes (SPCE, screen-printed carbon electrodes), functionalized with multi-walled carbon nanotubes and factory modified with carboxyl groups (MWCNT-COOH) acquired from DROPSENS® (SDS 110CNT). The electrochemical characterization...

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Neste trabalho, foram feitos estudos eletroquÃmicos e analÃticos, utilizando voltametria cÃclica e voltametria de onda quadrada, e de modelagem computacional, utilizando o software DMOL3 e forcite, para as molÃculas de dietilestilbestrol (DES) e metildopa (MDP). Os estudos eletroquimicos e analÃticos foram feitos sobre superficie de carbono vÃtreo e utilizando tampÃo BR como eletrÃlito suporte. Para o DES, estudos preliminares mostraram um pico anÃdico e um catÃdico, em torno de 0,450 V e 0,021 V, respectivamente. O potencial de pico do DES deslocou-se para valores mais negativos com o aumento do pH e a corrente de pico apresentou um valor mÃximo em pH 7. O processo redox foi controlado por adsorÃÃo e caracterizou-se como catalÃtico com transferÃncia irreversÃvel de carga. Modelos computacionais mostraram que as densidades eletrÃnicas dos orbitais HOMO se localizam principalmente sobre os oxigÃnios dos grupos fenÃis e apresentaram cargas de Mulliken de -0,507, sendo os provÃveis sÃtios de oxidaÃÃo do DES. CÃlculos de adsorÃÃo indicaram adsorÃÃo fÃsica do DES com valores de energia variando de -30 a -33 kcal mol-1. Por fim, o mecanismo calculado mostrou-se de acordo com a proposta obtida eletroquimicamente, com a formaÃÃo de uma quinona. Para a determinaÃÃo analÃtica os parÃmetros da VOQ otimizados foram f = 80 Hz, a = 30 mV, E = 4 mV. Curvas analÃticas foram feitas, e calculados o LD = 5,58 x 10-8 mol L-1(14,9 ppb) e LQ = 1,89 x 10-7 mol L-1 (49,9 ppb). A repetibilidade e reprodutibilidade foram avaliadas atravÃs do RSD, obtendo-se valores de 1,64% e 3,47%, respectivamente. A metodologia foi aplicada em formulaÃÃo farmacÃutica, Ãgua natural e urina sintÃtica, obtendo-se recuperaÃÃes de 94,32%, 77,85%, 89,00%, respectivamente. Para a MDP os estudos voltamÃtricos mostraram um processo anÃdico e um catÃdico em pH 2 e 3 e apresentou dois picos anÃdicos e um catÃdico em pHs maiores que 3. Foi observada uma dependÃncia dos potencias de pico que se deslocaram para valores mais negativos como aumento do pH. Estudos de velocidade de varredura mostraram que o processo à controlado por adsorÃÃo e aplicando os critÃrios de Nicholson-Shain o processo redox foi classificado como catalÃtico com transferÃncia irreversÃvel de carga. Em pHs acima de 3 foi observado um processo irreversÃvel com formaÃÃo de filme polimÃrico na superfÃcie do eletrodo. Em pH abaixo de 3 o processo apresentou um carÃter reversÃvel. CÃlculos quÃnticos e de carga de Mulliken mostraram que a densidade eletrÃnica dos orbitais HOMO e LUMO estÃo principalmente sobre os oxigÃnios fenÃlicos e uma possÃvel rota reacional com formaÃÃo de dÃmeros, e possÃvel polimerizaÃÃo, à energeticamente viÃvel confirmando o mecanismo proposto. A metodologia eletroanalÃtica foi desenvolvida tambÃm utilizando VOQ em meio de tampÃo BR pH 2 e os parÃmetros otimizados foram: f = 20 Hz, a = 20 mV, E = 2 mV. Curvas analÃticas foram obtidas e a partir destas calculados o LD e LQ de 6,32 x 10-9 (1,33 ppb) e 2,10 x 10-8 (4,43 ppb), respectivamente. A repetibilidade e reprodutibilidade foram avaliadas atravÃs do RSD, obtendo-se valores de 3,01% e 4,96%, respectivamente. A metodologia foi aplicada em formulaÃÃo farmacÃutica, Ãgua natural e urina sintÃtica, obtendo-se recuperaÃÃes de 93,32%, 97,03%, 91,29%, respectivamente. Sendo assim, as metodologias propostas mostraram-se adequadas para determinaÃÃo dos fÃrmacos estudados. / In this work, electrochemical and analytical studies were performed, using cyclic voltammetry, square wave voltammetry, and computational modeling using the software DMOL3 and forcite, for diethylstilbestrol (DES) and methyldopa (MDP) molecules. The electrochemical and analytical studies was carried out on the glassy carbon surface and using BR buffer as electrolyte. For DES preliminary studies showed a anodic and cathodic peak about 0,450 V and 0,021 V, respectively. The DESâs peak potential shifted to more negative values with pH increasing and the peak current showed maximum at pH 7. The redox process presented an adsorptive control and was characterized as catalytic with irreversible charge transfer . Computer models showed that electron densities of the HOMO orbital is mainly located on the oxygens phenols groups and presented Mulliken charges of -0.507, thus, these are probable DES oxidation sites. Calculations indicate physical adsorption of DES with energy values shifted from -30 to -33 kcal mol-1. Finally, the theoretical mechanism was shown to be in accordance with the proposal electrochemically, with the formation of a quinone. For the analytical determination the VOQ parameters were optimized: f = 80 Hz, = 30 mV, E = 4 mV. Curves were made, and the calculated LD = 5.58 x 10-8 mol L-1 (14.9 ppb) and LQ = 1.89 x 10-7 mol L-1 (49.9 ppb). The repeatability and reproducibility were evaluated by the RSD, giving values of 1.64% and 3.47%, respectively. The methodology was applied in pharmaceutical formulation, natural water and synthetic urine, resulting in recoveries of 94.32%, 77.85%, 89.00%, respectively. For MDP voltammetric studies showed an anodic and cathodic process at pH 2 and 3. At pH values larger than 3 showed two anodic peaks and a cathodic. Was observed a dependence of peak potentials that have shifted to more negative values with increasing the pH. Sweep speed studies showed that the process is controlled by adsorption and applying the Nicholson-Shain criteria redox process was classified as catalytic irreversible charge transfer. At pHs above 3 was observed an irreversible process with formation of polymeric film on the electrode surface. At pH below 3 the process showed a reversible character. And quantum chemical calculations showed that Mulliken charge density of the electron orbitals HOMO and LUMO are primarily on the phenolic oxygens and one possible reaction route with dimer formation and possible polymerization is energetically possible, confirming the mechanism proposal. The electroanalytical methodology had also been developed using VOQ, and BR buffer pH 2 as electrolyte and VOQ parameters were optimized: f = 20 Hz, = 20 mV,  E = 2 mV. Curves were obtained, and calculated LD and LQ of 6.32 x 10-9 (1.33 ppb) and 2.10 x 10-8 (4.43 ppb), respectively. The repeatability and reproducibility were evaluated by the RSD, giving values of 3.01% and 4.96%, respectively. The methodology was applied in pharmaceutical formulation, natural water and synthetic urine, resulting in recoveries of 93.32%, 97.03%, 91.29%, respectively. Thus, this methodology can be employed with success for pharmaceutical formulation determination

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Este trabalho teve como objetivo caracterizar quÃmica e fisicamente revestimentos de Ni, Ni-Mo, Ni-W, Ni-Mo-W obtidos em 30 mA cmâ2 e 60 mA cmâ2 a partir de soluÃÃes eletrolÃticas contendo H3BO3, (NH4)2SO4, CH3(CH2)10CH2OSO3Na, Na3C6H5O7.2H2O, NiSO4.2H2O, Na2MoO4.2H2O e Na2WO4.2H2O em pH 10. A composiÃÃo dos revestimentos foi obtida por Energia Dispersiva de Raios-X (EDX), com a porcentagem de Mo de W no revestimento atingindo valores mÃximos de 28% e de 7%, respectivamente. O resultado de EDX indicou que o controle de deposiÃÃo do W foi por ativaÃÃo, enquanto que a cinÃtica de eletrodeposiÃÃo do Mo foi controlada por difusÃo. AnÃlises por Microscopia EletrÃnica de Varredura (MEV) mostraram que os revestimento obtidos foram homogÃneos e nodulares. Os revestimentos obtidos a 30 mA cmâ2 apresentaram decrÃscimo no tamanho de cristalito de 28,4 nm para 3,2 nm, com o aumento das porcentagens de Mo+W de 0% para 29%. Os revestimentos obtidos a 60 mA cmâ2 apresentaram maiores tamanhos de cristaitos para revestimentos com mesma composiÃÃo. Um aumento de 0% para 26% na porcentagem de Mo+W provocou decrÃscimo no tamanho de cristalito de 39,3 nm para 4,3 nm. Maiores valores de microdureza foram obtidos com o decrÃscimo do cristalito. A avaliaÃÃo dos revestimentos quanto à resistÃncia à corrosÃo foi executada por meio de curvas de polarizaÃÃo potenciodinÃmica linear e espectroscopia de impedÃncia eletroquÃmica em soluÃÃes de NaCl 0,1 mol dmâ3 e H2SO4 0,1 mol dmâ3. Em soluÃÃo de NaCl 0,1 mol dmâ3, observou-se que o aumento da pocentagem de Mo+W de 0% para 29% deslocou o potencial de corrosÃo para valores mais negativos, de â0,64 V para â0,79 V. Uma maior porcentagem de molibdÃnio no revestimento favoreceu a formaÃÃo de filmes de passivaÃÃo mais protetores. As anÃlises em meio Ãcido, realizadas por meio das curvas de polarizaÃÃo, mostraram a dissoluÃÃo do revestimento de Ni e Ni-W, enquanto que para os revestimentos Ni-Mo e Ni-Mo-W foi observada corrente de passivaÃÃo. Medidas de pH local durante as curvas de polarizaÃÃo em meio neutro revelaram a possibilidade de formaÃÃo de Ãxidos e/ou hidrÃxidos nos filmes de passivaÃÃo. Os espectros de impedÃncia realizados, independente do meio corrosivo, mostraram duas ou trÃs constantes de tempo corroborando a formaÃÃo de Ãxidos e/ou hidrÃxidos sobre a superfÃcie dos revestimentos de Ni-Mo, Ni-Mo e Ni-Mo-W. Entre os revestimentos, Ni-W apresentou resultados menos interessantes quanto à resistÃncia à corrosÃo com o tempo de imersÃo. Os revestimentos de Ni-Mo-W apresentaram melhores caracterÃsticas relativas à resistÃncia à corrosÃo. / The present study aimed to characterise the coatings Ni, Ni-Mo, Ni-W and Ni-Mo-W obtained at 30 mA cmâ2 and 60 mA cmâ2 from electrolyte containing H3BO3, (NH4)2SO4, CH3(CH2)10CH2OSO3Na, Na3C6H5O7.2H2O, NiSO4.2H2O, Na2MoO4.2H2O, Na2WO4.2H2O in pH 10. The composition of the coatings was obtained by energy dispersive X-ray, with the maximum percentage of Mo and W in the coating being equal to 28 % and 7%, respectively. Results of EDX indicated that deposition control of the W was for activation, whereas the kinetics of electrodeposition Mo was controlled by diffusion. Analisys by scanning electron microscopy showed that the coating obtained were nodular and homogeneous. The coatings obtained at 30 mA cmâ2 showed a decrease in the crystallite size of 28.4 nm to 3.2 nm, with increasing Mo + W percentage from 0% to 29%. The coatings obtained at 60 mA cmâ2 showed larger crystallite size in coatings with similar composition. Increases from 0% to 26% on percentage of Mo + W caused decrease in crystallite size from 39.3 nm to 4.3 nm. The higher microhardness values were obtained with decreasing crystallite. Corrosion resistance of the coatings was performed by linear potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy in 0.1 mol dmâ3 NaCl and 0.1 mol dmâ3 H2SO4 solutions. In 0.1 mol dmâ3 NaCl solution, it was observed that the increase of the percentage Mo + W from 0 % to 29% shifted the corrosion potential to more negative values, from â0.64 V to â0.79 V. Higher percentage of molybdenium in coatings originated more protective passivation films. In acidic medium, Ni and Ni-W coatings showed dissolution at the analysis carried out by polarization curves, while for the Ni-Mo and Ni-Mo-W coatings passivation currents was observed. Local pH measurements during the polarization curves in neutral medium shown the possibility of formation of oxides and/or hydroxides in the passivation film. Impedance spectra performed, regardless of the corrosive medium, showed two or three time constants corroborating the formation of oxides and/or hydroxides on the surface coatings of Ni-Mo, Ni-Mo and Ni-MoW. Coatings Ni-Mo-W showed better characteristics for corrosion resistance than Ni-W.

Orientador: Assis Vicente Benedetti / Banca: Denis Ricardo Martins de Godoi / Banca: Daniela Gomes Horta / Resumo: A calcopirita (CuFeS2) é o sulfeto de cobre mais abundante na natureza e pertence ao grupo mais explorado de minerais de cobre, representando cerca de 70% do total de cobre disponível. O objetivo deste trabalho foi estudar as principais etapas de oxidação e redução de calcopirita sólida em solução salina ácida utilizada em biolixiviação usando técnicas eletroquímicas e caracterizar morfológica, química e fisicamente a superfície do eletrodo, a fim de atribuir os diferentes eventos eletroquímicos. Para os estudos eletroquímicos foram utilizadas as técnicas: voltametria linear (LSV) e voltametria cíclica (CV), cronoamperometria (CA), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) em diferentes intervalos de potencial ou a diferentes valores de potenciais. A caracterização das diferentes espécies formadas em cada condição de potencial ou experimental foi realizada por meio de microscopia eletrônica de varredura (SEM) e microanálise (EDS), difração de raios X (XRD), com o propósito de investigar os fenômenos que ocorrem na superfície da calcopirita sólida e propor possíveis reações envolvidas na lixiviação química. Após os diferentes ensaios eletroquímicos, foi realizada a análise do eletrólito por espectrometria de absorção atômica (AAS) para determinar as concentrações dos íons ferro e cobre em solução. Os voltamogramas cíclicos mostraram mais de 15 picos de corrente diferentes no intervalo de potencial entre +1,5 e -1,5 V/Ag|AgCl|KCl3mol/L. Nas voltametrias cíclicas de baixa... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The chalcopyrite (CuFeS 2 ) is the most abundant copper sulfide in nature and belongs to the exploited group of copper minerals, accounting for about 70% of the total available copper. The aim of this work was to study the main oxidation and reduction steps of solid chalcopyrite in acidic saline solution used in bioleaching using electrochemical techniques, and to characterize morphological, chemical and physically the surface of the electrode in order to assign the different electrochemical events. The following electrochemical tec hniques were used: linear sweep (LSV) and cyclic voltammetry (CV), chronoamperometry (CA), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in different potential intervals or at different potential values. The characterization of the different species formed in each potential or experiment al condition was performed by scanning electron microscopy (SEM) and microanalysis (EDS), X - ray diffraction (XRD), in order to investigate the phenomena occurring on solid chalcopyrite surface and proposing possible reactions involved in chemical leaching. After the different electrochemical tests, the analysis of the electrolyte was performed by atomic absorption spectrometry (AAS) to determine the concentrations of iron and copper ions in solution. The cyclic voltammograms showed more than 15 different cu rrent peaks in the potential range between +1.5 and - 1.5 V/Ag|AgCl|KCl 3mol/L . In cyclic voltammetry at low speed and going to the potential (E) more positive than the open circuit potential (E OCP ), the surface analysis showed a layer rich in copper sulf ide and AAS analysis found copper and iron ions in solution, while scanning in the opposite direction, E < E OCP, the surface analysis indicated the presence of a film rich in elemental sulfur and AAS detected higher concentration of iron and copper ions in so lution. The linear sweep voltammetry to +0.65 V/Ag|AgCl|KCl 3mol/L followed... / Mestre

Orientador: Paulo Roberto Bueno / Coorientador: Maria Del Pilar Taboada Sotomayor / Banca: Hideko Yamanaka / Banca: Emanuel Carrilho / Banca: Marcelo Mulato / Banca Mauro Bertotti / Resumo: A técnica de espectroscopia de capacitância eletroquímica foi recentemente utilizada com sucesso para detecção de biomarcadores de interesse clínico, como o caso da proteína C-reativa (CRP), que está relacionada com doenças cardíacas e processos inflamatórios. Nesta tese, esta técnica foi utilizada para desenvolver dispositivos eletroanalíticos com possíveis aplicações para a detecção de trombose, utilizando a proteína biomarcadora D-dímero; câncer de próstata, por meio da detecção da enzima fosfatase ácida prostática (PAP), e glicoproteína HRP, para possível detecção de células tumorais e como modelo para o estudo da interação lectina-glicoproteína. Além, no último caso, utilizaram-se também as funções de imitância como sinal transdutor como possível aplicação em glycoarray. Para a construção da superfície receptora sobre eletrodo de ouro, foram utilizadas duas moléculas diferentes de tiol (R-SH, sendo R uma cadeia carbônica genérica). A primeira, que contém em sua estrutura o grupo terminal carboxílico, foi utilizada com o objetivo de imobilizar o material biológico para reconhecimento do analito (i.e., anticorpos ou lectina) via protocolo EDC/NHS. A segunda, com o grupo redox terminal (11-ferrocenil-undecanotiol, 11Fc), foi utilizada com o intuito de fornecer o sinal transdutor. As monocamadas bifuncionais obtidas pela adsorção conjunta de ambas as moléculas apresentam densidade molecular superficial na ordem de 5 x 10-10 mol/cm2. A imobilização do anticorp... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The electrochemical capacitance spectroscopy technique has been recently applied to detect biomarkers of clinical interest, such as C-reactive protein (CRP) which is related to heart disease and inflammatory processes. Herein, this technique was used to develop electroanalytical approaches with potential applications for thrombosis diagnosis by detecting D-dimer biomarker protein; prostatic cancer, using prostatic acid phosphatase (PAP) enzyme as target; and glycoprotein assay, for possible detection of tumor cells and as a model for studying lectin-glycoprotein interaction (using ArtinM lectin and HRP glycoprotein). In addition, in the latter case, immittance functions were used as transducer signals as possible application for glycoarray. For the construction of the receptor surface on gold electrodes, two different thiol molecules (R-SH, being R a generic carbonic chain) were used. The first, which contains the carboxylic terminal group, was applied to immobilize the biological material for target recognition (i.e., either antibodies or lectin) via EDC/NHS protocol. The second molecule contains a terminal redox group (11-ferrocenyl-undecanethiol, 11Fc) in order to provide the transducer signal. The bifunctional monolayers obtained herein present high surface coverage, ≈ 5 x 10-10 mol/cm2. The immobilization of the antibody to PAP detection (anti-PAP) was investigated by QCM, and it was verified that saturation occurs in approximately 1 h, yielding a surface coverage of ≈ 3.7 mg/m2, suggesting "end on" orientation. Using the electrochemical capacitance signal, it was possible to develop an approach for PAP detection with limit of detection (LD) and quantification (LQ) of 9 pmol/L and 28 pmol/L, respectively, applied to a PAP clinically useful concentration range of 50-1000 pmol/L in phosphate buffered saline (PBS, pH 7.4). The relative standard deviation obtained was 9.5%, and showed specif... / Doutor

Orientador: Marcos Fernando de Souza Teixeira / Coorientador: Carlos José Leopoldo Constantino / Banca: Orlando Fatibello Filho / Banca: Homero Marques Gomes / Resumo: O intuito desta pesquisa foi caracterizar eletrodos quimicamente modificados (EQM) pela formação de monocamadas auto-organizadas (SAM) com os tióis (11- mercaptoundecil)-N',N'',N'''-trimetilamônio e 6-(ferrocenil)hexanotiol sobre a superfície do eletrodo de ouro. E, ainda, verificar seu comportamento de transferência eletrônica com solução de hexacianoferrato(II) e (III) e sua aplicação como biossensor para glicose. As monocamadas auto-organizadas vêm sendo comumente usadas devido ao seu comportamento homogêneo, o que confere ao eletrodo maior sensibilidade e reprodutibilidade, tornando-se possível desenvolver eletrodos para vários fins e aplicações. Neste trabalho, foram estudadas as monocamadas formadas a partir dos tióis (11-mercaptoundecil)-N',N'',N'''- trimetilamônio e 6-(ferrocenil)hexanotiol. A caracterização eletroquímica e morfológica das monocamadas auto-organizadas foi realizada através da voltametria cíclica e microscopia eletrônica de varredura, respectivamente. Foi notado que as monocamadas mistas na proporção (1:2) apresentaram maior efeito catalítico, uma vez que se obtiveram maiores sinais analíticos, através do incremento das correntes anódicas e catódicas. A viabilidade da molécula de hexacianoferrato (III) foi verificada através da troca iônica destas moléculas eletroativas com as monocamadas auto-organizadas. Para a aplicação dos eletrodos modificados com monocamadas como biossensor para glicose, optou-se pela modificação na proporção (1:2) de (11-mercaptoundecil)-N',N'',N'''-trimetilamônio e 6- (ferrocenil)hexanotiol, respectivamente, assim como a utilização do mediador hexacianoferrato pré-concentrado por troca iônica durante 2 horas, em virtude que, neste tempo ocorreu uma maior concentração de espécies eletroativas sobre a superfície do ouro, tendo como favorecido o processo de transferência eletrônica. A construção do biossensor .. / Abstract: The purpose of this research was to characterize chemically modified electrodes (CME) by the formation of self-assembled monolayers (SAMs) with thiols (11- mercaptoundecyl)-N',N'',N'''trimethylammonium and 6-(ferrocenyl)hexanethiol on the surface of gold electrode. And also verify their behavior of electron transfer in solution with hexacyanoferrate (II) and (III) and its application as a biosensor for glucose. The self-assembled monolayers have been commonly used due to its homogenous, which gives the electrode higher sensitivity and reproducibility, becoming possible to develop electrodes for various purposes and applications. In this research, it was studied the monolayers formed from the thiols (11-mercaptoundecyl)- N',N'',N'''trimethylammonium and 6-(ferrocenyl)hexanethiol. Electrochemical and morphological characterization of self-assembled monolayers were performed using cyclic voltammetry and scanning electron microscopy, respectively. The electrochemical characterization of the different SAMs under study occurred in a solution of 0.10 mol L-1 hexacyanoferrate(II) and (III) potassium, verifying the electronic transfer mechanisms involved. It was noted that the self assembled monolayers in proportion (1:2) showed higher catalytic effect, since obtained higher analytical signals by increasing the anodic and cathodic currents. The viability of the hexacyanoferrate (III) molecule was verified by ion exchange these electroactive molecules with self-assembled monolayers. For the application of electrodes modified with monolayers as a biosensor for glucose, we opted for the change in the ratio (1:2) of (11-mercaptoundecyl)-N',N'',N'''trimethylammonium and 6- (ferrocenyl)hexanethiol, respectively, as well as the use of pre-concentrated by ion exchange mediator hexacyanoferrate for 2 hours, because that, this time there was a greater concentration of electroactive species on the surface of gold having favore / Mestre

[pt] O comportamento eletroquímico de eletrodos de pasta de carbono quimicamente modificados com os seguintes calixarenos: 4- sulfcalix[4]areno e 4-terc-butilcalix[4,6,8]areno foi investigado na presença de alguns cátions (Sb 3+, Se4+, Mn2+, Cd2+, Zn2+, Cu2+, Pb2+, V4+ e V5+) através das técnicas de voltametria de pulso diferencial, onda quadrada e voltametria cíclica. Estes estudos foram realizados para demonstrar a utilização dos calixarenos como moléculas hospedeiras de íons metálicos ou metalóides bem como a formação de complexos. No estudo eletroquímico dos calixarenos foram feitos sucessivos voltamogramas no modo pulso diferencial e em varredura linear (cíclica) sob diferentes velocidades de varredura, utilizando como eletrodo de trabalho de carbono vítreo e de platina sendo observado que na oxidação do 4-sulfcalix[4]areno e do 4-terc-butilcalix[4,6,8]areno ocorre a passivação ou acumulação na superfície do eletrodo. No estudo do processo eletroquímico observado na presença dos oito cátions (Sb 3+, Se4+, Mn2+, Cd2+, Zn2+, Cu2+, Pb2+ ,V4+ e V5+) utilizaram-se os seguintes eletrodos de trabalho: eletrodo de pasta de carbono quimicamente modificado com 4-terc-butilcalix[4]areno, eletrodo carbono e eletrodo de pasta de carbono não modificado. Maior atenção foi dedicada ao estudo do comportamento do 4-sulf-calix[4]areno na presença de V4+ e V5+ utilizando como eletrodo de trabalho, o eletrodo de carbono vítreo e os de pasta de carbono modificada e não modificada. Observou-se que, na presença deste íon metálico, o aparecimento no voltamograma de novos picos relacionados à formação de complexos. Uma corrente voltamétrica analiticamente útil foi obtida para oxidação do(s) complexo (s) (vanádio / calixareno). Sendo estimada a constante de formação dos complexos formados com vanádio. A interferência de alguns cátions (Sb 3+, Se4+, Mn2+, Cd2+, Zn2+, Cu2+, Pb2+) na análise de V4+ na presença de 4-sulf-calix[4] areno foi estudada, onde somente o íon Cu2+ não interferiu na análise. Curvas de calibração de V4+ foram construídas com eletrodo de pasta de carbono, eletrodo de pasta de carbono quimicamente modificado com 4-terc- butilcalix[4]areno e com eletrodo de carbono na presença de 4-sulf-calix[4] areno. / [en] The study of the electrochemical behavior of electrodes of carbon paste chemically modified with the following calixarenes: 4-sulf- calix[4]arene and 4-terc-butilcalix[4,6,8]arene was investigated in the present of cations (Sb3+, Se4+, Mn2+, Cd2+, Zn2+, Cu2+, Pb2+, V4+ and V5+) using differential pulse , square wave and cyclical voltammetry. Other electrochemical studies for each cited calixarene was investigated. Successive voltammograms in the way had been made differential pulse voltammetric and sweepings linear (cyclic) under different scan rates and observed that in the oxidation of the 4-sulf-calix[4]arene and 4-terc- butilcalix[4,8]arene passivation and accumulation in the surface of exactly. In the study of the electrochemical process observed in the presence of eight cations (Sb3+, Se4+, Mn2+, Cd2+, Zn2+, Cu2+, Pb2+, V4+ and V5+) the following electrodes of work was used: carbon paste modified with 4-terc-butilcalix [4]arene, electrode carbon and unmodified carbon paste electrode. Considerable attention was dedicated to the study of the behavior of the 4-sulfcalix[4]arene in the present of V4+ and V5+ using as work electrode the carbon and carbon paste modified with 4-terc-butil-calix[4] areno and unmodified. It was observed, in presence of this ion metallic, the appearance in the voltammogram of new peaks related to the formation of complexes. An analytical useful voltammetric current was gotten for oxidation of complex (calixarene / vanadium). The interference of some cations (Sb3+, Se4+, Mn2+, Cd2+, Zn2+, Cu2+, Pb2+) in the V4+ analysis in presence of 4-sulf-calix[4]areno was studied. Calibration curve gotten in presence of V4+ had been constructed with carbon paste modified with 4-terc-butilcalix[4]arene, unmodified carbon paste electrode and carbon electrode in the presence of 4-sulfcalix[4]areno.

Uma estratégia muito simples para estudar as propriedades eletroquímicas para qualquer proteína foi desenvolvida por meio de ligações estáveis de dopamina, um neurotransmissor de mamíferos superiores, com albumina sérica bovina. Os resultados foram avaliados por voltametria cíclica, espectrofluorimetria e espectrofotometria de primeira derivada na região do visível. Eletrodos de pasta de carbono não modificados foram usados para identificar o complexo BSA-5-Cys-DA   em solução, após isolamento por filtração molecular. Um aumento significativo do sinal de fluorescência de emissão em 350 nm em conjunto com o aparecimento de um sinal de absorção em 370 nm também foram identificados para o complexo. Neste sentido, a ligação covalente entre uma proteína teste com a dopamina revelou-se como um modelo favorável para estudos eletroquímicos de proteínas desprovidas de centros redox metálicos, juntamente com a sua capacidade dual para investigação eletroquímica e espectroscópica direta de proteínas, quer imobilizadas ou em solução. / A very simple strategy for studying electrochemical properties for any protein was developed by cross-linking dopamine with BSA. The results were evaluated by cyclic voltammetry, spectrofluorimetry and first-derivative spectrophotometry in the visible range. Unmodified carbon paste electrodes were used for identify the BSA-5-Cys-DA complexes in solution. This approach allowed overlapping the sluggish kinetics of electron transfer exhibited by proteins with non-metalic redox centers near the surface electrode. Furthermore, a marked increased in fluorescence signal at 350 nm emission together with the appearance of a BSA absorption signal at 370 nm arouse from the protein adducts. In this sense the covalent linkage between a test protein with dopamine show it as a dual candidate able to display both electrochemical and spectroscopic signals, and allow the use of this approach for identify and analyze proteins either in solution or immobilized.

Orientadora: Maria Valnice Boldrin Zanoni / Banca: Hideko Yamanaka / Banca: Sonia Maria Alves Jorge / Banca: Leonardo Lataro Paim / Banca: Silvia Helena Pires Serrano / Banca: Magno Aparecido Gonçalves Trindade / Resumo: A aplicabilidade dos métodos analíticos na Química Forense tem como grande desafio a complexidade das matrizes biológicas (urina, fezes, suor, cabelos e pelos), o uso de técnicas com baixo limite de detecção, a avaliação de metabólitos gerados em baixa concentração após metabolização e a busca de técnicas e metodologias eficientes, porém de baixo custo. O objetivo do presente trabaho foi investigar novos métodos eletroanalíticos para determinação dos diuréticos bumetanida (BMT), hidroclorotiazida (HCT) e triantereno (TRT) em consonância com as diretrizes e controle da Agência Mundial Antidopagem. Sensores eletroquímicos foram desenvolvidos usando eletrodos compósitos, eletrodos de carbono vítreo e eletrodo de nanotubos de TiO2 tratados catodicamente modificados com partículas magnéticas, óxido de grafeno reduzido e nanotubos de carbono multiparedes para a determinação dos diuréticos BMT, HCT e TRT, proibidos pela Agência Mundial Antidoping (WADA). Para a determinação do diurético TRT foi desenvolvido um sensor baseado na modificação da superfície de um eletrodo compósito grafite-epoxy com partículas magnéticas funcionalizadas com grupo tosil. Após otimização multivariada dos parâmentros inerentes à técnica de voltametria de onda quadrada, uma curva de calibração foi construída no intervalo de 0,500 a 99,8 µmol L−1 com limite de detecção de 1,47×10−7 mol L−1. O sensor foi aplicado em amostra de urina e comparado com a técnica de LC-MS/MS onde não houve diferença significativa ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The applicability of the analytical methods in Forensic Chemistry has as a great challenge the complexity of the biological matrices (urine, feces, sweat, hair and hair), the use of techniques with low limit of detection, the evaluation of metabolites generated in low concentration after metabolism and the search for efficient but cost-effective techniques and methodologies. The objective of the present study was to investigate new electroanalytical methods for the determination of diuretics bumetanide (BMT), hydrochlorothiazide (HCT) and trianterene (TRT) in accordance with the guidelines and control of the World Anti-Doping Agency. Electrochemical sensors were developed using composite electrodes, glassy carbon electrodes and self-doping TiO2 nanotube electrodes modified with magnetic particles, reduced graphene oxide and carbon nanotubes for the determination of the diuretics BMT, HCT and TRT banned by the World Anti-Doping Agency (WADA). For the determination of the diuretic TRT, a sensor based on the modification of the surface of a composite graphite-epoxy electrode with magnetic particles functionalized with tosyl group was developed. After a multivariate optimization of the parameters inherent to the square wave voltammetry technique, a calibration curve was constructed in the range of 0.500 to 99.8 μmol L−1 with a detection limit of 1.47×10−7 mol L−1. The sensor was applied in a urine sample and compared to the LC-MS/MS technique where there was no significant differ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Tese de doutorado do Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul para a obtenção do título de Doutor em Ciências dos Materiais. 2007 / Submitted by Nilson Junior (nilson.junior@unila.edu.br) on 2016-05-24T18:55:29Z No. of bitstreams: 2 Tese de Doutorado_JANINE PADILHA BOTTON.pdf: 3696858 bytes, checksum: 560e8b49ff679ff04cacb41efebf153e (MD5) Recibo Deposito Legal_TESE_Janine Padilha Botton.pdf: 219633 bytes, checksum: 3dcbdb2b38268efef9a8bc671182a931 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-24T18:55:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese de Doutorado_JANINE PADILHA BOTTON.pdf: 3696858 bytes, checksum: 560e8b49ff679ff04cacb41efebf153e (MD5) Recibo Deposito Legal_TESE_Janine Padilha Botton.pdf: 219633 bytes, checksum: 3dcbdb2b38268efef9a8bc671182a931 (MD5) Previous issue date: 2007 / Os líquidos iônicos (LIs) como o tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazólio (BMI.BF4) e o hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazólio (BMI.PF6) podem ser utilizados como eletrólitos para diferentes reações eletroquímicas. Este trabalho é centrado sobre seus usos como eletrólitos na geração de hidrogênio pela eletrólise da água, na geração de energia elétrica em células a combustível (mais especificamente em células a hidrogênio), mas também mostra suas aplicações na obtenção de polímeros condutores. A preocupação mundial em relação ao aumento da poluição atmosférica e ao esgotamento dos combustíveis fósseis faz com que novas fontes alternativas de energia limpa sejam pesquisadas. O hidrogênio é um “combustível alternativo”, mas ainda necessita de melhorias na sua síntese e emprego para que sua utilização seja economicamente viável. Este trabalho mostra a utilização de LIs como eletrólitos para a produção de hidrogênio via eletrólise da água. Este novo sistema, que opera à temperatura ambiente, apresenta alta eficiência com eletrodos como o aço carbono (AC), com desempenho superior ao eletrodo de platina (Pt). O hidrogênio produzido pela eletrólise da água é de alta pureza e pode ser utilizado para alimentar células a combustível para a geração de energia elétrica. Os LIs podem ser utilizados como eletrólitos neste sistema de célula a combustível. Os resultados obtidos neste trabalho mostram que uma célula a combustível com líquido iônico tem uma eficiência que pode alcançar 67 %, operando à temperatura ambiente, alimentada com hidrogênio e ar. Outra parte deste trabalho estuda o comportamento eletroquímico de polímeros orgânicos condutores, em meio clássico e meio misto LI/solvente. Estes compostos poderão auxiliar no aumento da eletroatividade dos eletrodos empregados tanto no sistema de eletrólise da água como no de célula a combustível.