A crescente demanda por analises rápidas, simples e eco-fiendly tem feito da busca pela miniaturização e automatização dos procedimentos de preparo de amostra uma necessidade permanente na academia e na indústria. Atualmente, embora existam diversas técnicas miniaturizadas de preparo de amostra, estas ainda são utilizadas de forma manual na maioria das situações, pois o acesso às possibilidades de automatização em muitos laboratórios de química é ainda bastante limitado. Afortunadamente, as plataformas de robótica Open-Source estão se tornado uma alternativa interessante no desenvolvimento lab made de todo tipo de instrumentos e sistemas automatizados. Esta tese apresenta três exemplos de desenvolvimento no laboratóriode sistemas robotizados para a automatização de técnicas miniaturizadas de preparo de amostras. Num primeiro estudo, foi projetado, construído e programado um robô cartesiano capaz de operar simultaneamente seis microsseringas de extração. Este sistema foi posto à prova na automatização da microextração por sorvente empacotado (MEPS) e validado na extração de HPAs em amostras de esgoto sanitário, demostrando alta precisão, exatidão e frequência de análise. Um segundo robô cartesiano, equipado com uma única unidade de extração, foi projetado, construído e programado para conseguir pela primeira vez a integração on-line da microextração em fase liquida (LPME) com a análise mediante cromatografia líquida. Este sistema possibilitou o desenvolvimento de um método para determinação de triazinas, com tempo de total de análise de 10 minutos, incluindo o preparo da amostra e a separação/detecção dos analitos. Finalmente, por integração de técnicas em fluxo, ferramentas de robótica Open-Source e impressão 3D, a microextração líquido-líquido dispersiva baseada na solidificação da fase orgânica (DLLME-SFO) foi completamente automatizada pela primeira vez. O sistema assim desenvolvido foi validado no desenvolvimento de um método para a determinação de parabenos em produtos de cuidado pessoal, águas, urina e saliva, demostrando de esta forma, o grande potencial das tecnologias modernas no desenvolvimento de novos, versáteis e eficientes sistemas automatizados nos laboratórios de química. / The growing demand for rapid, simple and eco-friendly analyzes has made the search for miniaturization and automation of sample preparation procedures a permanent necessity. Although, nowadays there are a number of miniaturized sample preparation techniques, they are used manually in most situations. The access to automation tools is limited yet, in many chemistry laboratories. Fortunately, Open-Source robotics platforms have become an interesting alternative in the lab-made development lab made instruments and automated systems. This thesis presents three examples of laboratory development of robotic systems for the automation of miniaturized sample preparation techniques. In a first study, a cartesian robot capable of simultaneously operating six extraction microsystems was designed, constructed and programmed. This system was tested in the automation of microextraction by packaged sorbent (MEPS) and validated in the extraction of HPAs in sanitary sewage samples, demonstrating high accuracy and throughput analysis. A second cartesian robot, equipped with a single extraction unit, was designed, constructed and programmed to accomplish for the first time the online integration of the liquid phase microextraction (LPME) and the liquid chromatography analysis. This system allowed the development of a method for the determination of triazines, with an analysis time of 10 minutes, including sample preparation and separation / detection of the analytes. Finally, by integrating flow techniques, Open-Source robotics tools and 3D printing, dispersive liquid-liquid microextraction based on solidification of floating organic drop (DLLME-SFO) was completely automated for the first time. The developed system was validated in the development of a method for the determination of parabens in personal care products, water, urine and saliva, thus demonstrating the great potential of modern technologies in the development of new, versatile and efficient automated systems in chemistry laboratories.

Técnicas modernas de preparo de amostra têm sido utilizadas na determinação de diferentes classes de compostos em diversos tipos de matrizes. Essas técnicas podem ser divididas em dois grandes grupos, as baseadas em solvente e as baseadas sorvente, foco do trabalho. Dentre os materiais sorventes mais estudados atualmente, os derivados de grafeno têm se destacado devido a suas propriedades físico-químicas favoráveis para realizar sorção com uma grande variedade de compostos de interesse. Por isso, no presente trabalho são apresentadas possibilidades de utilização de materiais baseados em grafeno nas seguintes técnicas de preparo de amostras: microextração por sorvente empacotado (MEPS), extração \"\"on-line\"\" e extração sortiva em barra de agitação (SBSE). Para a técnica MEPS, foi realizado a síntese de óxido de grafeno e grafeno suportados por ligação covalente em aminopripil sílica. Esses materiais foram empregados como sorventes para determinação de parabenos em amostras de água. O método desenvolvido apresentou limites de quantificação (LOQ) que variaram de <a name=\"_Hlk498351551\">0,2 a 0,3 &mu;g/L, coeficientes de variação (CV) &lt; 19,2% e exatidão de 82,3 a 119,2%. Os materiais utilizados na técnica MEPS também foram utilizados para empacotar colunas de extração \"on-line\" e realizar uma comparação entre as fases sintetizadas. O método de extração \"on-line\" apresentou LOQ de 0,5 &mu;g/L, exatidão de 88,2 à 107,2 e CV &lt; 16%. A comparação entre as colunas de extração empacotadas com o grafeno e seu óxido suportados na aminopropil sílica mostrou que o grafeno suportado na sílica apresenta maior retenção para os parabenos mais apolares. Com relação ao desenvolvimento de barras de SBSE revestidas com grafeno, o método desenvolvido empregando as barras de SBSE apresentou valores de LOQ que variaram de 2 à 8 &mu;g/L, exatidão de 81,9 à 126,3% e CV &lt; 30%. Além disso, avaliou-se o uso do grafeno e óxido de grafeno ligado a sílica com grupamentos amino variando algumas condições de síntese e testando esses materiais para analitos das classes das triazinas, sulfonamidas e anti-inflamatórios não esteroidais. Também são apresentados testes iniciais realizados para um novo modo de extração proposto, similar a técnica SBSE, avaliando a extração de parabenos e anti-inflamatórios não esteroidais. / Modern sample preparation techniques have been applied to the determination of different compounds class in several matrices. These techniques might be divided into two groups, solvent and sorbent based, the last being the goal of this work. Nowadays, among the most studied materials the graphene based ones has been highlighted due to its physical chemical properties favorable to sorption process of a variety of interested compounds. The present work shows possibilities to employ graphene based materials in the follow sample preparation techniques: microextraction by packed sorbent (MEPS), \"on-line\" extraction, and stir bar sorptive extraction (SBSE). For MEPS, the materials graphene oxide and graphene supported on aminopropyl silica through covalent bounds were synthesized. These materials were employed as sorbent to determine parabens in water samples. The developed method showed limits of quantification (LOQ) ranging from 0,2 a 0,3 &mu;g/L, coefficients of variation (CV) &lt; 19,2% and accuracy ranging from 82,3 à 119,2%. The synthetized materials used in MEPS were also used and compared to an \"on-line\" method employing an extraction column packed with them. The \"on-line\" method showed LOQ of 0,5 &mu;g/L, accuracy ranging from 88,2 to 107,2 and CV &lt; 16%. The comparison between packed column with graphene and graphene oxide supported on aminopropyl silica showed that graphene had a higher retention for parabens with high Log Kow. The method developed with SBSE bars coated with graphene showed LOQ ranging from 2 to 8 &mu;g/L, accuracy ranging from 81,9 to 126,3% and CV &lt; 30%. Moreover, the employment of graphene oxide and graphene synthetized by changing some synthesis conditions and testing these materials to extract triazines, sulfonamides, and non-steroidal anti-inflammatory drugs was also evaluated. In addition, are presented the preliminary tests regarding to a new extraction mode, similar to SBSE. These tests were done for parabens and non-steroidal anti-inflammatory drugs.

A crescente demanda por analises rápidas, simples e eco-fiendly tem feito da busca pela miniaturização e automatização dos procedimentos de preparo de amostra uma necessidade permanente na academia e na indústria. Atualmente, embora existam diversas técnicas miniaturizadas de preparo de amostra, estas ainda são utilizadas de forma manual na maioria das situações, pois o acesso às possibilidades de automatização em muitos laboratórios de química é ainda bastante limitado. Afortunadamente, as plataformas de robótica Open-Source estão se tornado uma alternativa interessante no desenvolvimento lab made de todo tipo de instrumentos e sistemas automatizados. Esta tese apresenta três exemplos de desenvolvimento no laboratóriode sistemas robotizados para a automatização de técnicas miniaturizadas de preparo de amostras. Num primeiro estudo, foi projetado, construído e programado um robô cartesiano capaz de operar simultaneamente seis microsseringas de extração. Este sistema foi posto à prova na automatização da microextração por sorvente empacotado (MEPS) e validado na extração de HPAs em amostras de esgoto sanitário, demostrando alta precisão, exatidão e frequência de análise. Um segundo robô cartesiano, equipado com uma única unidade de extração, foi projetado, construído e programado para conseguir pela primeira vez a integração on-line da microextração em fase liquida (LPME) com a análise mediante cromatografia líquida. Este sistema possibilitou o desenvolvimento de um método para determinação de triazinas, com tempo de total de análise de 10 minutos, incluindo o preparo da amostra e a separação/detecção dos analitos. Finalmente, por integração de técnicas em fluxo, ferramentas de robótica Open-Source e impressão 3D, a microextração líquido-líquido dispersiva baseada na solidificação da fase orgânica (DLLME-SFO) foi completamente automatizada pela primeira vez. O sistema assim desenvolvido foi validado no desenvolvimento de um método para a determinação de parabenos em produtos de cuidado pessoal, águas, urina e saliva, demostrando de esta forma, o grande potencial das tecnologias modernas no desenvolvimento de novos, versáteis e eficientes sistemas automatizados nos laboratórios de química. / The growing demand for rapid, simple and eco-friendly analyzes has made the search for miniaturization and automation of sample preparation procedures a permanent necessity. Although, nowadays there are a number of miniaturized sample preparation techniques, they are used manually in most situations. The access to automation tools is limited yet, in many chemistry laboratories. Fortunately, Open-Source robotics platforms have become an interesting alternative in the lab-made development lab made instruments and automated systems. This thesis presents three examples of laboratory development of robotic systems for the automation of miniaturized sample preparation techniques. In a first study, a cartesian robot capable of simultaneously operating six extraction microsystems was designed, constructed and programmed. This system was tested in the automation of microextraction by packaged sorbent (MEPS) and validated in the extraction of HPAs in sanitary sewage samples, demonstrating high accuracy and throughput analysis. A second cartesian robot, equipped with a single extraction unit, was designed, constructed and programmed to accomplish for the first time the online integration of the liquid phase microextraction (LPME) and the liquid chromatography analysis. This system allowed the development of a method for the determination of triazines, with an analysis time of 10 minutes, including sample preparation and separation / detection of the analytes. Finally, by integrating flow techniques, Open-Source robotics tools and 3D printing, dispersive liquid-liquid microextraction based on solidification of floating organic drop (DLLME-SFO) was completely automated for the first time. The developed system was validated in the development of a method for the determination of parabens in personal care products, water, urine and saliva, thus demonstrating the great potential of modern technologies in the development of new, versatile and efficient automated systems in chemistry laboratories.

The current agriculture is characterized by the use of new technologies and equipment, the increased number of agronomic research and the use of a variety of inputs such as pesticides and fertilizers. All this is directly related to human health risks and environmental contamination caused by the intensive use of pesticides. Among the main food consumed by humans, rice is a prominent component. Considering this, it is clear that future research should be increasingly strict about convenience and consequences of pesticide use on crops. In this work a method using extraction by the modified QuEChERS method and quantification by gas chromatography with electron capture detection (GC-ECD) was developed and validated for the determination of residues of the pesticides azoxystrobin, bifenthrin, lambda-cyhalothrin, cypermethrin, difenoconazole, epoxiconazole, parathion-methyl, permethrin, tiamethoxan and trifloxystrobin in rice grain, polished and browm, both in the cooked and raw form, in parboiled raw polished grain and in the rice husk. The method consisted of a modified QuEChERS extraction step using 10 g of rice: water 1:1 (w/w) mixture and husk:water 1:3 (w/w) in which 10 mL of acetonitrile containing 1% (v/v) acetic acid was added, followed by a partition step after adding 3.0 g of anhydrous magnesium sulphate and 1.7 g of sodium acetate. The clean-up step was performed by adding 500 mg of C18 and 600 mg magnesium sulfate. The extracts were analyzed by GC-ECD. To validate the method, detection and quantification limits (LOD and LOQ), linearity, precision and accuracy were determined. The analytical curves showed linearity with coefficients of determination greater than 0.993. The method presented good recovery values between 80 and 120%. The method was considered adequate for analysis of pesticide residues in grain and rice husk. After validation, the method was applied to samples from an experimental field of the UFSM Campus in the harvest 2008-2009. No pesticides residues were found in the studies samples. / A agricultura atual é caracterizada pelo uso de novas tecnologias e equipamentos, pela elevação do número de pesquisas agronômicas e pelo uso de uma diversidade de insumos, como agrotóxicos e fertilizantes. Isto tudo está diretamente relacionado aos riscos à saúde humana e à contaminação do meio ambiente, causados pela utilização intensiva de pesticidas. Entre os principais alimentos consumidos pelos seres humanos, o arroz é o componente de destaque. Considerando isto, é evidente a necessidade de pesquisas cada vez mais rigorosas sobre as conveniências e as consequências da utilização dos pesticidas nas culturas. Neste trabalho desenvolveu-se e validou-se um método empregando extração pelo método QuEChERS modificado e quantificação por cromatografia gasosa com detecção por captura de elétrons (GC-ECD) para a determinação de resíduos dos pesticidas azoxistrobina, bifentrina, cialotrina-lambda, cipermetrina, difenoconazole, epoxiconazole, paration-metílico, permetrina, tiametoxan e trifloxistrobina em grãos de arroz, polido e integral, ambos nas formas de cozido e cru, em grão parboilizado polido cru, bem como em casca do arroz. O método QuEChERS modificado consistiu em uma etapa de extração inicial utilizando 10 g da mistura arroz:água 1:1 (m/m) e casca:água 1:3 (m/m) na qual foram adicionados 10 mL de acetonitrila contendo 1% (v/v) de ácido acético, seguida por uma etapa de partição após a adição de 3,0 g de sulfato de magnésio anidro e 1,7 g de acetato de sódio. A etapa de clean-up foi realizada com a adição de 500 mg de C18 e 600 mg de sulfato de magnésio. Os extratos foram analisados por GC-ECD. Na validação do método determinou-se os limites de detecção e limites de quantificação (LOD e LOQ), linearidade, precisão e exatidão. As curvas analíticas apresentaram linearidade adequada com valores de coeficiente de determinação superior a 0,993. O método apresentou bons valores de recuperação, entre 80 e 120%, e foi considerado adequado para a análise de resíduos dos pesticidas em estudo nas amostras de grão e casca de arroz. Após a validação, o método foi aplicado em amostras de um estudo a campo realizado no campus da UFSM na safra 2008-2009. Não foram encontrados resíduos dos pesticidas estudados nas amostras analisadas.

Atualmente as ag&ecirc;ncias reguladoras est&atilde;o focadas no controle de res&iacute;duos de antimicrobianos, pesticidas entre outros que s&atilde;o prejudiciais no meio ambiente, sa&uacute;de humana e animal e que podem ser encontrados em alimentos, &aacute;gua de rio entre outros, como por exemplo, res&iacute;duos de sulfonamidas (SAs) no leite bovino. A quantifica&ccedil;&atilde;o desses compostos em amostras complexas requer o preparo da amostra, extra&ccedil;&atilde;o, pr&eacute;concentra&ccedil;&atilde;o dos analitos e elimina&ccedil;&atilde;o dos interferentes que s&atilde;o necess&aacute;rios para o desenvolvimento de m&eacute;todos cromatogr&aacute;ficos. Por isso, &eacute; vantajoso que se utilize m&eacute;todos simples, r&aacute;pidos, baixo consumo de reagente, alta sensibilidade, maior precis&atilde;o anal&iacute;tica e automa&ccedil;&atilde;o das an&aacute;lises. Neste contexto, este estudo explora uma das t&eacute;cnicas de preparo de amostra baseadas em sorvente mais empregadas a SPE na sua vertente automatizada, SPE on-line. Recentemente, o uso de novos sorventes mais seletivos t&ecirc;m recebido grande interesse como os l&iacute;quidos i&ocirc;nicos (ILs) imobilizados na s&iacute;lica. Diferentes abordagens para a s&iacute;ntese da s&iacute;lica modificada por ILs foram estudadas. O sorvente sintetizado pela rea&ccedil;&atilde;o sol-gel atrav&eacute;s via cat&aacute;lise b&aacute;sica apresentou maior efici&ecirc;ncia de extra&ccedil;&atilde;o para as SAs. Os resultados obtidos por espectroscopia vibracional na regi&atilde;o do infravermelho e microscopia eletr&ocirc;nica de varredura sugerem que o IL foi ancorado &agrave; s&iacute;lica. O sorvente baseado em s&iacute;lica modificada por IL ([C4MIM] [PF6]) foi selecionada como fase extratora para o isolamento e pr&eacute;-concentra&ccedil;&atilde;o de SAs em leite bovino utilizando um sistema SPE on-line -LC-ESIQToF / MS. O m&eacute;todo desenvolvido mostrou um LOQ de 5-7,5 &micro;g mL-1, enquanto que a faixa de recupera&ccedil;&atilde;o relativa da extra&ccedil;&atilde;o foi de 74-93%. A faixa de precis&atilde;o e exatid&atilde;o intra e inter-dia obtida foi de 1,5-12,5 e 2,3-13,1, respectivamente. Outra vertente explorada neste trabalho foi o uso de colunas tubulares abertas (OT) em cromatografia l&iacute;quida. At&eacute; agora, as colunas OT foram usadas principalmente para an&aacute;lise de pept&iacute;deos e prote&iacute;nas, e seu potencial para a separa&ccedil;&atilde;o de pequenas mol&eacute;culas ainda n&atilde;o foi totalmente explorado. Preparou-se uma coluna de SPE de 5 cm em um tubo capilar aberto composto por 84 canais (10 &#956;m de di&acirc;metro interno (id) cada) de um capilar de fibra de cristal e a parede interna de cada canal foi revestida com um pol&iacute;mero org&acirc;nico -OD &ndash;DVB &ndash; mPLOT SPE). A mPLOT SPE foi acoplada com uma coluna tubular aberta PS-DVB de 10 &#956;m x 2 m com detec&ccedil;&atilde;o em espectrometria de massa por nanospray (OTLC-MS) no modo positivo. Num estudo comparativo com colunas de SPE monol&iacute;ticas e empacotadas a mPLOT SPE-OTLC melhorou significativamente a pr&eacute;concentra&ccedil;&atilde;o e o formato do pico das SAs e seus metabolitos (~ 300 Da). A baixa backpressure e a geometria da mPLOT SPE combinada com a filtra&ccedil;&atilde;o autom&aacute;tica (AFFL). / Nowadays health regulatory agencies are focusing on the presence of residues of antimicrobials, pesticides among other that are harmful to the environment, human and animal health that are found on food, river water among others, as example, the residues of sulfonamides (SAs) in bovine milk. The quantification of these compounds in complex matrices requires the sample preparation, extraction and preconcentration of the analytes, besides the elimination of the interferents for the development of chromatographic methods high sensitivity and analytical selectivity. Therefore, it is advantageous to use simple, fast methods that exhibit high selectivity, low reagent consumption, high sensitivity, higher analytical precision and automation of analyzes. In this context, this study explores one of the most employed sample preparation techniques, solid phase extraction (SPE) on automatization approach, the on-line SPE. Recently, the use of new sorbents more selective have received great interest as the ionic liquids (ILs) immobilized on the silica surface. Different approaches to the synthesis of silica modified by ILs were studied. The sorbent synthesized by sol-gel methodology through basic catalysis showed higher extraction efficiency for SAs. The results obtained by infrared spectroscopy and scanning electron microscopy suggested that IL was anchored to the silica surface. The silica modified by IL ([C4MIM] [PF6]) was selected as sorbent for the isolation and preconcentration of SAs in bovine milk using an on-line SPE system -LC-ESI-QToF / MS. The method showed a LOQ of 5-7.5 &#956;g mL-1, while the relative extraction recovery range was 74-93%. The accuracy and precision intra- and inter-day range was 1.5-12.5 and 2.3-13.1, respectively. Another aspect explored was the use of open tubular column (OT) for separation of small molecules. OT columns have been used primarily for peptide and protein analysis, and their potential for small molecules separation has not yet been fully explored. A 5 cm SPE column (mPLOT) was prepared in an open capillary tube composed by 84 channels (10 &#956;m inner diameter (id) each) of a crystal fiber capillary and the inner wall of each channel was coated by organic polymer (PS-OD&ndash;DVB). The mPLOT was coupled with a 10 &#956;m x 2 m PS-OD-DVB open tubular column with positive mode nanospray mass spectrometry (OTLC-MS) detection. Compared to the use of monolithic / particulate SPE columns, SPE-OTLC mPLOT significantly improved the preconcentration and peak forms of SAs and their metabolites (~ 300 Da). Low backpressure, mPLOT geometry and the combination with automatic filtration (AFFL) was essential to sample preparation and separation of small molecules on complex matrices.

Atualmente as ag&ecirc;ncias reguladoras est&atilde;o focadas no controle de res&iacute;duos de antimicrobianos, pesticidas entre outros que s&atilde;o prejudiciais no meio ambiente, sa&uacute;de humana e animal e que podem ser encontrados em alimentos, &aacute;gua de rio entre outros, como por exemplo, res&iacute;duos de sulfonamidas (SAs) no leite bovino. A quantifica&ccedil;&atilde;o desses compostos em amostras complexas requer o preparo da amostra, extra&ccedil;&atilde;o, pr&eacute;concentra&ccedil;&atilde;o dos analitos e elimina&ccedil;&atilde;o dos interferentes que s&atilde;o necess&aacute;rios para o desenvolvimento de m&eacute;todos cromatogr&aacute;ficos. Por isso, &eacute; vantajoso que se utilize m&eacute;todos simples, r&aacute;pidos, baixo consumo de reagente, alta sensibilidade, maior precis&atilde;o anal&iacute;tica e automa&ccedil;&atilde;o das an&aacute;lises. Neste contexto, este estudo explora uma das t&eacute;cnicas de preparo de amostra baseadas em sorvente mais empregadas a SPE na sua vertente automatizada, SPE on-line. Recentemente, o uso de novos sorventes mais seletivos t&ecirc;m recebido grande interesse como os l&iacute;quidos i&ocirc;nicos (ILs) imobilizados na s&iacute;lica. Diferentes abordagens para a s&iacute;ntese da s&iacute;lica modificada por ILs foram estudadas. O sorvente sintetizado pela rea&ccedil;&atilde;o sol-gel atrav&eacute;s via cat&aacute;lise b&aacute;sica apresentou maior efici&ecirc;ncia de extra&ccedil;&atilde;o para as SAs. Os resultados obtidos por espectroscopia vibracional na regi&atilde;o do infravermelho e microscopia eletr&ocirc;nica de varredura sugerem que o IL foi ancorado &agrave; s&iacute;lica. O sorvente baseado em s&iacute;lica modificada por IL ([C4MIM] [PF6]) foi selecionada como fase extratora para o isolamento e pr&eacute;-concentra&ccedil;&atilde;o de SAs em leite bovino utilizando um sistema SPE on-line -LC-ESIQToF / MS. O m&eacute;todo desenvolvido mostrou um LOQ de 5-7,5 &micro;g mL-1, enquanto que a faixa de recupera&ccedil;&atilde;o relativa da extra&ccedil;&atilde;o foi de 74-93%. A faixa de precis&atilde;o e exatid&atilde;o intra e inter-dia obtida foi de 1,5-12,5 e 2,3-13,1, respectivamente. Outra vertente explorada neste trabalho foi o uso de colunas tubulares abertas (OT) em cromatografia l&iacute;quida. At&eacute; agora, as colunas OT foram usadas principalmente para an&aacute;lise de pept&iacute;deos e prote&iacute;nas, e seu potencial para a separa&ccedil;&atilde;o de pequenas mol&eacute;culas ainda n&atilde;o foi totalmente explorado. Preparou-se uma coluna de SPE de 5 cm em um tubo capilar aberto composto por 84 canais (10 &#956;m de di&acirc;metro interno (id) cada) de um capilar de fibra de cristal e a parede interna de cada canal foi revestida com um pol&iacute;mero org&acirc;nico -OD &ndash;DVB &ndash; mPLOT SPE). A mPLOT SPE foi acoplada com uma coluna tubular aberta PS-DVB de 10 &#956;m x 2 m com detec&ccedil;&atilde;o em espectrometria de massa por nanospray (OTLC-MS) no modo positivo. Num estudo comparativo com colunas de SPE monol&iacute;ticas e empacotadas a mPLOT SPE-OTLC melhorou significativamente a pr&eacute;concentra&ccedil;&atilde;o e o formato do pico das SAs e seus metabolitos (~ 300 Da). A baixa backpressure e a geometria da mPLOT SPE combinada com a filtra&ccedil;&atilde;o autom&aacute;tica (AFFL). / Nowadays health regulatory agencies are focusing on the presence of residues of antimicrobials, pesticides among other that are harmful to the environment, human and animal health that are found on food, river water among others, as example, the residues of sulfonamides (SAs) in bovine milk. The quantification of these compounds in complex matrices requires the sample preparation, extraction and preconcentration of the analytes, besides the elimination of the interferents for the development of chromatographic methods high sensitivity and analytical selectivity. Therefore, it is advantageous to use simple, fast methods that exhibit high selectivity, low reagent consumption, high sensitivity, higher analytical precision and automation of analyzes. In this context, this study explores one of the most employed sample preparation techniques, solid phase extraction (SPE) on automatization approach, the on-line SPE. Recently, the use of new sorbents more selective have received great interest as the ionic liquids (ILs) immobilized on the silica surface. Different approaches to the synthesis of silica modified by ILs were studied. The sorbent synthesized by sol-gel methodology through basic catalysis showed higher extraction efficiency for SAs. The results obtained by infrared spectroscopy and scanning electron microscopy suggested that IL was anchored to the silica surface. The silica modified by IL ([C4MIM] [PF6]) was selected as sorbent for the isolation and preconcentration of SAs in bovine milk using an on-line SPE system -LC-ESI-QToF / MS. The method showed a LOQ of 5-7.5 &#956;g mL-1, while the relative extraction recovery range was 74-93%. The accuracy and precision intra- and inter-day range was 1.5-12.5 and 2.3-13.1, respectively. Another aspect explored was the use of open tubular column (OT) for separation of small molecules. OT columns have been used primarily for peptide and protein analysis, and their potential for small molecules separation has not yet been fully explored. A 5 cm SPE column (mPLOT) was prepared in an open capillary tube composed by 84 channels (10 &#956;m inner diameter (id) each) of a crystal fiber capillary and the inner wall of each channel was coated by organic polymer (PS-OD&ndash;DVB). The mPLOT was coupled with a 10 &#956;m x 2 m PS-OD-DVB open tubular column with positive mode nanospray mass spectrometry (OTLC-MS) detection. Compared to the use of monolithic / particulate SPE columns, SPE-OTLC mPLOT significantly improved the preconcentration and peak forms of SAs and their metabolites (~ 300 Da). Low backpressure, mPLOT geometry and the combination with automatic filtration (AFFL) was essential to sample preparation and separation of small molecules on complex matrices.

137 f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-03-27T16:17:33Z No. of bitstreams: 1 TESE_Daniele_V FINAL.pdf: 3318748 bytes, checksum: 5c34e1db8db6c739cde7c6d8b715fac2 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-06-05T15:40:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE_Daniele_V FINAL.pdf: 3318748 bytes, checksum: 5c34e1db8db6c739cde7c6d8b715fac2 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-05T15:40:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_Daniele_V FINAL.pdf: 3318748 bytes, checksum: 5c34e1db8db6c739cde7c6d8b715fac2 (MD5) Previous issue date: 2012 / CNPq / Neste trabalho foram desenvolvidos métodos espectrométricos para a determinação de ozônio em águas e elementos traço em leite de coco. A primeira etapa foi desenvolvida, no âmbito de um projeto de doutorado sanduíche, na Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto em Portugal e a segunda no Instituto de Química da Universidade Federal da Bahia, Brasil. Na primeira parte do trabalho foi proposto um sistema de análise por injeção sequencial para determinação de O3 em água baseado na quimiluminescência deste com luminol sem a presença de catalisadores. Parâmetros físico-químicos foram estudados para obter o melhor desempenho analítico. O ciclo analítico desenvolvido permitiu a determinação de ozônio em 20 segundos com um consumo de 200 μL de amostra e 200 μL de luminol. O método apresentou boa precisão (RSD < 2,9%) bons limites de detecção e quantificação foram 0,04 e 0,13 mg L-1, respectivamente e a taxa de amostragem foi de cerca de 140 determinações/h. O método desenvolvido foi aplicado para a determinação de ozônio residual em águas e os resultados concordam a 95% de confiança com os fornecidos pelo procedimento de referência, a espectrofotometria no UV-Vis e o teor de ozônio nas diferentes amostras variou entre 0,21 - 1,36 mg L-1. O método analítico proposto representou uma alternativa vantajosa, pois requer um baixo consumo de reagentes e produz um volume reduzido de resíduos. A segunda parte consistiu no desenvolvimento de estratégias para a determinação de constituintes inorgânicos em amostras de leite de coco comercializadas na cidade de Salvador, Bahia. Para a avaliação multielementar foram propostos dois procedimentos de decomposição: em bloco digestor e assistido radiação por micro-ondas. Também foi proposto um procedimento de extração assistida por energia ultrassônica (US). As técnicas espectrométricas empregadas para determinação dos analitos foram: espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) e espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). A eficiência de decomposição foi avaliada considerando os parâmetros acidez e teor de carbono residual. Ferramentas estatísticas, PCA e HCA, evidenciaram que há diferença entre três fornecedores de leite de coco em relação aos analitos determinados após decomposição em forno de micro-ondas, bem como o tipo de embalagem. Para avaliação do US, foram aplicados planejamentos fatorial e Doehlert. A exatidão das metodologias propostas foi verificada com materiais de referência certificados (NIST SRM 8435 e 1549) e teste de adição e recuperação. As faixas de concentração, em μg g-1, para os analitos foram: Ca (10 - 138); Cu (0,15 – 1,7); Fe (0,9 – 4,9); K (97 - 1773); Mg (23 - 206); Mn (0,3 – 3,2); P (116 – 701); Zn (0,4 – 2,2); Cr (0,185 – 0,211), Na (59-1186); Ni (0,113 – 0,133) e Pb (0,0220 - 0,0296). As concentrações dos elementos As, Cd e Co estavam abaixo do limite de quantificação. Os teores dos macro e micronutrientes foram comparados com os valores apresentados na Tabela Brasileira de Composição de Alimentos (TACO) e foi possível perceber que as amostras analisadas apresentam composições diferentes, o que pode ser creditado aos diferentes tipos de solo e processamento. A concentração dos contaminantes estava abaixo do valor máximo permitido pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) / Salvador

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Essential oils (EOs) are aromatic oily liquids obtained from vegetable materials, which present bactericidal, antioxidant and antifungal properties. Nevertheless, the composition of the EOs can be modified during sample preparation steps, changing their quality and biological activity. The aim of this study was the evaluation of different sample preparation methods grinding, drying and atmosphere and extraction methods on the volume and composition of essential oil from Baccharis articulata (Lam) Pers., called as carqueja. For evaluation of grinding effect cryogenic, knives (with and without cooling) and balls mills were used. For drying four methods based on room drying, oven, freeze and microwave drying were used. For extraction the conventional hydrodistillation (HD) and solvent-free microwave extraction (SFME)were evaluated. The results showed that EO from milled plant with knives provided an EO with a profile similar to the EO from ungrounded plant, while the cryogenic mill resulted in smaller amount of EO due to the smaller particle size obtained leading to the glandular trichomes rupture and losses of EOs. Microwave drying resulted in an EO profile similar with that from fresh plant, the freeze drying provided smaller yield. The extraction time of 45 min with SFME provides yields comparable to those obtained after 4.5h by HD. The injection of O2 during extraction of the EO by microwave heating showed an EO with higher amounts of oxygenated compounds, higher antioxidant activity in comparison to extraction with injection of argon and synthetic air. This study showed that different sample preparation methods could impact the quality of EO. / Óleos essenciais (OEs) são líquidos oleosos aromáticos obtidos a partir de materiais vegetais, que possuem propriedades bactericidas, antioxidantes e antifúngicas. Contudo, a composição dos OEs pode ser alterada nas etapas de preparo de amostra, podendo modificar a sua atividade biológica. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi verificar o efeito de diferentes métodos de preparo da amostra - moagem, secagem e atmosfera e método de extração, no volume e composição do óleo essencial presente nas partes aéreas dede Baccharis articulata (Lam.) Pers., popularmente conhecida como carqueja. Na avaliação do efeito da moagem foram utilizados moinho criogênico, de facas (com e sem refrigeração) e de bolas. Para avaliação da secagem foram utilizados quatro métodos: temperatura ambiente, estufa, liofilização e micro-ondas. Para extração foram avaliadas a hidrodestilação convencional (HD) e a extração assistida por micro-ondas sem solvente (SFME). Os resultados mostraram que o OE da planta moída em facas forneceu o perfil similar ao OE da planta não moída, enquanto que a moagem criogênica resultou em menor quantidade de OE devido ao menor tamanho de partícula obtido que levou a ruptura de tricomas glandulares que armazenam OEs. A secagem por micro-ondas proporcionou ao OE um perfil similar àquele obtido da planta in natura, a liofilização forneceu os menores rendimentos de OE. O tempo de extração de apenas 45 min com SFME forneceu rendimento comparável aquele obtido após 4 h por HD. A injeção de O2 durante a extração de OE pelo aquecimento com micro-ondas apresentou um OE com maiores quantidades de compostos oxigenados, uma maior atividade antioxidante em relação as extrações com injeção de argônio e ar sintético. Este estudo mostra que diferentes métodos de preparo de amostra podem impactar a qualidade de OEs.

The use of pesticides in agriculture and urban areas has always been associated with advantages and disadvantages. As benefits, the increase of the productivity of crops and the control of vectors that cause diseases can be highlighted. However, excessive use of these substances has been causing human health damage as well as environmental degradation, especially regarding to water resources. In the present work, a method for the determination of 62 pesticides residues in surface water using rotating disk sorptive extraction (RDSE) as sample preparation and determination by ultra-high performance liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (UHPLC-MS/MS) was optimized and validated. Several parameters were evaluated during the development of the extraction method: time and rotational disk velocity in the extraction step, types and amounts of sorbents, sample pH, ionic strength, time and velocity of the rotating disk in the desorption step of the analytes and different desorption solvents. The best results were obtained using 50 mL of acidified sample at pH 2.0 and 2.5 g of NaCl. The velocity of rotation disk in the extraction stage was 1600 rpm in a time of 80 min. Inside the disk cavity the polymeric sorbent Oasis® HLB (20 mg) used. The desorption step of the analytes was performed with 3 mL of methanol for 60 min using a rotation velocity of 1600 rpm. The analytical curves showed linearity between 0.05 or 0.1 to 2 μg L-1, with r2 values greater than 0.99 for all compounds. The method LOQ values ranged from 0.05 to 0.1 μg L-1. The method showed suitable accuracy and precision, with recoveries between 70.1 and 119.9% and RSD ≤20% for the spiked levels at 0.05; 0.1; 0.5 and 2 μg L-1. The validated method was applied to 11 surface water samples from different river basins of the Rio Grande do Sul state. Only one sample presented no pesticide residues. The other samples presented residues of at least one of the following pesticides: atrazine, azoxystrobin, clomazone, difenoconazole, epoxiconazole, propoxur, simazine and tebuconazole. From the six hydrographic basins, all presented pesticides residues and the concentrations ranged between 0.06 and 0.35 μg L-1. Therefore, the results indicate that the proposed method is suitable for the analysis of pesticide residues in surface waters, allowing the preparation of several samples simultaneously with low material consumption. / O uso de agrotóxicos tanto na agricultura quanto na área urbana, sempre esteve associado a vantagens e desvantagens. Pode-se destacar como benefícios o aumento da produtividade das lavouras e o controle de vetores causadores de doenças. No entanto, a utilização excessiva destas substâncias vem causando malefícios à saúde humana e ao meio ambiente, principalmente no que diz respeito aos recursos hídricos. No presente trabalho, um método para a determinação de resíduos de 62 agrotóxicos em águas superficiais, utilizando extração sortiva em disco rotatório (RDSE) para o preparo de amostra e determinação por cromatografia líquida de ultra-alta eficiência acoplada à espectrometria de massas em série (UHPLC-MS/MS) foi otimizado e validado. Na otimização do método de extração foram avaliados diversos parâmetros como: diferentes tempos e velocidades de rotação do disco na etapa de extração, tipos e quantidades de sorventes, pH da amostra, força iônica, tempo e velocidade de rotação do disco na etapa de dessorção dos analitos e diferentes solventes de dessorção. Os melhores resultados foram obtidos utilizando 50 mL de amostra acidificada em pH 2 e adicionando 2,5 g de NaCl. A velocidade de rotação do disco na etapa de extração foi de 1600 rpm por um tempo de 80 min. Na cavidade do disco foi utilizado o sorvente polimérico Oasis® HLB (20 mg). A dessorção dos analitos foi realizada com 3 mL de metanol por 60 min usando uma velocidade de rotação de 1600 rpm. As curvas analíticas apresentaram linearidade entre 0,05 ou 0,1 a 2 μg L-1, com valores de r2 maiores que 0,99 para todos os compostos. O limite de quantificação do método variou entre 0,05 e 0,1 μg L-1. O método apresentou exatidão e precisão adequadas, com recuperações entre 70,1 e 119,9% e RSD ≤20% para níveis de fortificação 0,05; 0,1; 0,5 e 2,0 μg L-1. O método validado foi aplicado em 11 amostras de água superficiais de diferentes bacias hidrográficas do estado do Rio Grande do Sul. Apenas uma amostra não apresentou resíduos de agrotóxicos. As demais apresentaram resíduos de pelo menos um dos seguintes agrotóxicos: atrazina, azoxistrobina, clomazona, difenoconazol, epoxziconazol, propoxur, simazina e tebuconazol. Das seis bacias hidrográficas amostradas todas apresentaram resíduos de agrotóxicos e as concentrações variaram entre 0,06 e 0,35 μg L-1. Os resultados indicam que o método proposto é adequado para análise de resíduos de agrotóxicos em águas superficiais, permitindo o preparo de várias amostras simultaneamente com baixo consumo de material.

In recent years, the indiscriminate use of pesticides and a lack of adoption of good agricultural practices have been evidenced by the results of analyzes of residues of pesticides in food. Thus, the goal of this work was to develop and validate two methods for determination of pesticide residues in plum, apple, pear and peach, with analysis by ultra high performance liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (UHPLC-MS/MS). In the development of the QuEChERS method, different conditions of the extract clean-up were tested. In the validation results, the linear range of the method was 5 to 200 μg kg-1 with recoveries were between 70 and 120% and RSD ≤20%. The practical limit of quantification (LOQ) for 161 compounds was 10 μg kg-1. In MSPD optimization, different sorbents (C18, florisil®, PSA, alumina, amino, silica, chitosan, Oasis® HLB, StrataTM-X and fluoridated) were tested as solid support in different proportions with the sample. The homogenization was carried out with metallic spheres and extraction with acetonitrile and ultrasound. Accuracy and precision results obtained by MSPD were adequate for 131 pesticides residues studied, with recovery results ranging between 70 and 120%, with RSD ≤ 20%. The studied compounds presented practical LOQ of 10 μg kg-1. In the analysis of 100 samples of the studied fruits, different pesticides residues were found in concentrations ranging from <LOQ to 2.334,6 μg kg-1. / Nos últimos anos, o uso indiscriminado de agrotóxicos e a não adoção das boas práticas agrícolas têm sido evidenciados pelos resultados de análises de resíduos de agrotóxicos em alimentos. Assim, este trabalho teve como objetivo desenvolver e validar dois métodos para determinação de resíduos de agrotóxicos em ameixa, maçã, pera e pêssego, com análise por cromatografia líquida de ultra eficiência acoplada à espectrometria de massas em série (UHPLC-MS/MS). No desenvolvimento do método QuEChERS, diferentes condições da limpeza do extrato foram testadas. Nos resultados de validação, o intervalo linear do método foi de 5 a 200 μg kg-1, com recuperações entre 70 e 120% e RSD ≤ 20%. O limite de quantificação prático (LOQ) para 161 compostos foi de 10 μg kg-1. No desenvolvimento da técnica MSPD foram testados diferentes sorventes (C18, florisil®, PSA, alumina, amino, sílica, quitosana, Oasis® HLB, StrataTM-X e fase fluorada) como suporte sólido em diferentes proporções com a amostra. A homogeneização foi realizada com auxílio de esferas metálicas e a extração com acetonitrila e ultrassom. Os resultados de exatidão e precisão obtidos por MSPD foram adequados para resíduos de 131 agrotóxicos, com resultados de recuperação entre 70 e 120%, with RSD ≤ 20%. Os compostos estudados apresentaram LOQ prático de 10 μg kg-1. Na análise de 100 amostras das frutas estudadas, foram quantificados resíduos de diferentes agrotóxicos em concentrações entre <LOQ e 2.334,6 μg kg-1.