Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4822.pdf: 1732217 bytes, checksum: de4f9501103843f9f0b4129e0e4ff6bb (MD5) Previous issue date: 2012-11-14 / Universidade Federal de Sao Carlos / This thesis describes the analytical application of WCAES for the determination of Ca, Al, Cs, Sr and Cr in samples with different compositions. In all studies the observation zone of the detector related to the coil was critically evaluated. In the first study, Ca was determined in mineral water, coconut water and juice samples. It was necessary the dilution of the coconut water and juice samples with an oxidizing mixture composed by HNO3 and H2O2 in order to perform in situ digestion of the samples. The results obtained by WCAES were compared with those obtained by ICP OES and no significant difference was observed. The same mixture was used in a second study where WCAES was evaluated for the determination of Al in tea infusion and iced tea samples. The heating program composed by drying, pyrolysis and atomization steps was optimized. The Al concentrations determined by WCAES were compared with those obtained by ICP OES and no difference was observed. In the third study, a portable WCAES was employed in the determination of Cs and Sr in fish samples. The fish samples were homogenized using enzymatic digestion promoted by papain. The oxidizing mixture was also added in the slurries of fish samples in order to promote the decomposition of the organic concomitants. The limits of detection were comparable to conventional methods, such as ICP-MS for example. Finally, the effect of cobalt in the determination of Cr by WCAES was evaluated. A high concentration of this element caused a significant increase in the emission signals of Cr. The presence of cobalt also allowed the application of higher temperatures during the pyrolysis step. Then, cobalt acts as chemical modifier improving figures of merit for Cr determination using WCAES. / Este trabalho de tese descreve a aplicação analítica de um espectrômetro de emissão atômica com filamento de tungstênio (WCAES) para a determinação de Ca, Al, Cs, Sr e Cr em amostras de diferentes composições. Em todos os estudos desenvolvidos a região de observação do detector em relação ao filamento de tungstênio foi criticamente avaliada objetivando melhores condições analíticas. No primeiro estudo, Ca foi determinado em amostras de água mineral, água de coco e sucos. Foi necessária a diluição das amostras de água de coco e suco com uma mistura oxidante composta por HNO3 e H2O2 para promover a digestão in situ, corrigindo assim a interferência negativa causada pelos concomitantes orgânicos. Os resultados obtidos por WCAES foram comparados com os obtidos por ICP OES e nenhuma diferença significativa foi observada. A mesma mistura oxidante foi utilizada em um segundo estudo, no qual avaliou-se a aplicação do WCAES para a determinação de Al em amostras de infusões de chás e chás gelados. O programa de aquecimento constituído de uma etapa de secagem, pirólise e atomização foi otimizado. Os teores quantificados por WCAES também não diferiram dos encontrados pela técnica de referência (ICP OES). No terceiro estudo, um WCAES portátil foi empregado na determinação de Cs e Sr em amostras de peixes. As amostras foram preparadas em forma de suspensão por meio de digestão enzimática utilizando papaína. A mistura oxidante também foi adicionada às amostras visando promover a decomposição dos concomitantes orgânicos. Os limites de detecção obtidos nesse estudo foram comparáveis a técnicas tradicionais, como ICP-MS, por exemplo. Finalmente, o efeito de cobalto foi avaliado na determinação de cromo em medidas de emissão envolvendo filamento de tungstênio. Uma elevada concentração de cobalto causou um significativo aumento nos sinais de emissão de cromo, resultando assim em melhor sensibilidade analítica. A presença de cobalto também possibilitou maiores temperaturas na etapa de pirólise, podendo ser inferido que esse elemento agiu como modificador químico, melhorando os parâmetros de desempenho em WCAES.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4924.pdf: 2086016 bytes, checksum: 2b373fe61ad7df65bcb97ca8cb1f373d (MD5) Previous issue date: 2013-02-22 / Universidade Federal de Minas Gerais / Milk provides essential nutrients (carbohydrate, fat, protein, minerals and vitamins) of great nutritional relevance for humans, particularly during childhood. Nowadays, the occurrence of milk adulteration is a major issue in the dairy industry, and has been causing concerns among costumers and food manufacturers. In this context, the objective of this study was developed a simple, fast and non-expensive method to identify and quantify milk adulteration. In this study, three different methods were proposed based on digital image, infrared spectroscopy (IR) and time domain nuclear magnetic resonance (TD-NMR). Milk samples were adulterated by addition of tap water, whey, synthetic milk, synthetic urine, urea, hydrogen peroxide and caustic soda, in different concentrations, except for caustic soda. In this case, fresh milk samples were put at ambient temperature and waited to turn sour. Later, a 10- mol/L commercial NaOH solution was added into the sourish milk to establish its original pH. Classification models obtained with digital images exhibited tight and well-separated clusters allowing the discrimination of control from adulterated milk samples. Results obtained with TD-NMR and IR allowed the discrimination of milk samples according to the level of adulteration and the type of adulterant used in the adulteration process. In the case of adulteration with NaOH, the method developed with digital image was able to discriminate fresh from adulterated milk samples. Regression models obtained with digital image showed that the method was able to detect adulteration level ≥ 6% v/v. In the other hand, the models obtained with IR and TD-NMR allowed the quantification of adulteration at levels ≤ 3% v/v. / O leite bovino é considerado um alimento básico na alimentação humana, especialmente para crianças, contribuindo com os nutrientes essenciais que estas requerem para o seu crescimento e desenvolvimento. Recentemente, diversas reportagens têm sido divulgadas sobre o problema da adulteração em leite, causando preocupações entre seus fabricantes e consumidores. Neste contexto, esta tese de doutorado tem como objetivo principal aplicar a análise por imagens digitais para verificar a autenticidade do leite bovino. Os resultados obtidos serão comparados com os obtidos com as técnicas espectroanalíticas de infravermelho (IR) e ressonância magnética nuclear no domínio do tempo (RMN-DT). As amostras de leite foram adulteradas com água, peróxido de hidrogênio, leite sintético, soro, urina sintética, ureia e soda cáustica, em diferentes porcentagens de adulteração. No caso da soda cáustica, as amostras de leite de boa qualidade foram submetidas a um processo natural de degradação e, em seguida, adicionado soda cáustica para re-estabelecer o pH original. Modelos de classificação demonstraram a habilidade do procedimento de análise por imagens digitais em descriminar as amostra de leite não adulterado e adulterado com uma alta porcentagem de acerto. Os modelos de classificação obtidos com os métodos de RMN-DT e IR permitiram discriminar as amostras de acordo com a porcentagem de adulteração e o tipo de adulterante. Modelos de regressão demonstraram que o procedimento de análise por imagens digitais é capaz de quantificar adulterantes em leite bovino quando a porcentagem de adulteração é ≥ 6% v/v. Resultados obtidos com as técnicas RMN-DT e IR apresentaram uma habilidade para quantificação de adulterantes em concentrações ≤ 3% v/v.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5218.pdf: 2403909 bytes, checksum: d82fc82071edd00ee14aaa70f939364d (MD5) Previous issue date: 2013-03-21 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this work, the development of electroanalytical methods for the determination of methotrexate (MTX), propylthiouracil (PTU), propanolol (PROP) and verapamil (VPM) in pharmaceutical formulations is described. In these methods it was employed a glassy carbon electrode (GC) modified with dihexadecyl hydrogenphosphate (DHP) or polyallylamine hydrochloride (PAH) film containing immobilized multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs). Initially, the electrochemical behavior of each modified electrode was studied by cyclic voltammetry at different scan rates for a 1.0 × 103 mol L1 potassium hexacyanoferrate (III) in 0.1 mol L1 potassium chloride solution. Applying the Randles-Sevcik equation, it was observed an increase of the active area of MWCNTs-DHP/GC and MWCNTs-PAH/GC electrodes of 1.5 and 3.1 times respectively in comparision with the GC electrode. The square wave voltammetry, differential pulse voltammetry and linear sweep voltammetry parameters were studied and optimized for each analyte and then it was selected the best technique for the development of the analytical method. In the developed method for MTX determination in pharmaceutical formulations, it was used the GC electrode modified with MWCNTs and DHP (MWCNTs-DHP/GC), employing differential pulse adsorptive anodic stripping voltammetry (DPAdASV) technique after the optimization of experimental conditions. The analytical curve obtained was linear in the MTX concentration range from 5.0 × 10-8 to 5.0 × 10-6 mol L-1, with a limit of detection (LOD) of 1.2 × 10-8. The MTX was quantified in commercial samples and the results compared with an HPLC method, and the relative errors ranged from -4.0 to 4.0%. An analytical method for determination of PTU in pharmaceutical formulations was also developed using a modified GC electrode with MWCNTs within a PAH film (MWCNTs-PAH/GC) and linear sweep adsorptive cathodic stripping voltammetry (LSAdCSV). After the optimization of experimental conditions, the analytical curve was linear in the PTU concentration range from 5.0 × 10-6 to 5.8 × 10-5 mol L-1, with a LOD equal to 1.0 × 10-6 mol L-1. The PTU was quantified in commercial samples and the results were compared with those results obtained using the British Pharmacopoeia method. The relative errors obtained were between -1.0 and 2.0%. Using DPAdASV technique and a MWCNTs-PAH/GC electrode, PROP was determined in pharmaceutical formulations. The analytical curve was linear in the concentrations range from 7.5 × 10-8 to 1.0 × 10-6 mol L-1 PROP, with LOD equal to 6.3 × 10-8 mol L-1 and the results were in close agreement whit those obtained using the Brazilian Pharmacopoeia method at a confidence level of 95 %. The relative standard deviation ranged from 2.5 and 1.2%. Finally, as a fourth electroanalytical method, a square wave adsorptive anodic stripping voltammetry (SWAdASV) was proposed for determination of VPM in pharmaceutical formulations using a MWCNTs-PAH/GC electrode. The analytical curve was linear over the VPM concentration range 5.0 × 10-9 - 1.0 × 10-7 mol L-1, with an LOD of 3.6 × 10-9 mol L-1 . The VPM was quantified in pharmaceutical samples and the results compared with results obtained using the method of the Brazilian Pharmacopoeia. / Neste trabalho descreve-se o desenvolvimento de métodos eletroanalíticos para a determinação de metotrexato (MTX), propiltiouracil (PTU), propranolol (PROP) e verapamil (VPM) em formulações farmacêuticas. Nestes métodos foi empregado um eletrodo de carbono vítreo (GC) modificado com filme dihexadecil hidrogênofosfato (DHP) ou hidrocloreto de poli(alilamina) (PAH), contendo, imobilizados, nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs) tratados quimicamente. Inicialmente verificou-se o comportamento eletroquímico desses eletrodos modificados empregando-se voltametria cíclica, em diferentes velocidades de varredura, para uma solução de hexacianoferrato (III) de potássio 1,0 x 10-3 mol L-1 em cloreto de potássio 0,1 mol L-1. Aplicando-se a equação de Randles-Sevcik, observa-se um aumento da área ativa para os eletrodos MWCNTs-DHP/GC e MWCNTs-PAH/GC de 1,5 e 3,1 vezes respectivamente quando comparado com o eletrodo de GC. Os parâmetros da voltametria de onda quadrada, voltametria de pulso diferencial e voltametria linear foram estudados e otimizados para cada analito e selecionada a melhor técnica para o desenvolvimento do método analítico. No método desenvolvido para a determinação de MTX em formulações farmacêuticas, utilizouse o eletrodo de GC modificado com MWCNTs e DHP (MWCNTs-DHP/GC), empregando-se a Voltametria Adsortiva de Redissolução Anódica por Pulso Diferencial (DPAdASV), após a otimização das condições experimentais. A curva analítica obtida foi linear no intervalo de concentração de MTX de 5,0  108 a 5,0  106 mol L-1, com um limite de detecção (LD) igual a 1,2  108. O MTX foi quantificado em amostras comerciais e os resultados comparados com um método de HPLC, sendo que os erros relativos variaram de -4,0 e 4,0 %. O segundo método analítico desenvolvido foi para a determinação de PTU em formulações farmacêuticas, utilizando como eletrodo o GC modificado com MWCNTs e PAH (MWCNTs-PAH/GC). A técnica eletroanalítica selecionada foi a Voltametria Linear Adsortiva de Redissolução (LSAdCSV), após a otimização das condições experimentais. A curva analítica obtida foi linear para o PTU nas concentrações de 5,0  106 a 5,8  105 mol L-1 com LD igual a 1,0  106 mol L-1. O PTU foi quantificado em amostras comerciais, os resultados comparados com método preconizado pela Farmacopéia Britânica e os erros relativos obtidos ficaram entre 1,0 e 2,0 %. O terceiro método analítico desenvolvido foi para a determinação de PROP em formulações farmacêuticas, utilizando como eletrodo o MWCNTs- PAH/GC, sendo a técnica selecionada a DPAdASV. A curva analítica obtida foi linear no intervalo de concentração do PROP de 7,5  108 a 1,0  106 mol L-1, com LD igual a 6,3  108 mol L1.. O PROP foi quantificado em amostras comerciais e os resultados comparados com o método proposto pela Farmacopéia Brasileira. Os erros relativos obtidos ficaram entre 2,5 e 1,2 %. Na sequência, o quarto método desenvolvido foi para a determinação de VPM em formulações farmacêuticas, utilizando como eletrodo o MWCNTs-PAH/GC, sendo a técnica selecionada a voltametria de redissolução anódica de onda quadrada (SWAdASV). A curva analítica obtida foi linear no intervalo de concentrações de VPM de 5,0  109 a 1,0  107 mol L-1, com um LD igual a 3,6  109 mol L1. O VPM foi quantificado em amostras farmacêuticas e os resultados comparados com os resultados obtidos empregando o método espectrofotométrico preconizado pela Farmacopéia Brasileira.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5318.pdf: 2120275 bytes, checksum: 195991f57b16646d738d331400f4262b (MD5) Previous issue date: 2011-07-14 / Financiadora de Estudos e Projetos / The objective of this study was to develop automatic flow analyzers for the determination of pharmaceutical analytes using a micro-device based on LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) and a mini-photometer as the detection system. To perform this task, the following devices were developed: 1) A mini-photometer based on RGB-LED (Red Green Blue- Light Emitting Diode) which wavelengths of maximum emission are 465, 525, and 640 nm, respectively, was used as the radiation source. A photodiode (PD) was used as a detector; 2) An optical cell for flowing analysis. A software was developed in graphic language using LabView® 7.0 in order to control and acquire analytical data. The mini-photometer for flowing analysis and software were developed for the determination of N-acetylcysteine (NAC), captopril (CAP), adrenaline (DNA), dopamine (DPN) and ascorbic acid (AAc) in pharmaceutical formulations. First, the mini-photometer was developed and used as a photometric detector. Then, a labmade valve actuator (VA) connected to a computer interface for data acquisition (National Instruments USB 6008) was used to switch on/off the solenoid valves. This interface also enabled to control the mini-photometer as well as the acquisition and processing of transient signals generated in the LTCC. In all determinations, the miniphotometer, the LTCC and the flow system with multicommutation employing threeway solenoid valves were used, except for NAC and CAP where an analyzer with manual injector was used. Solid-phase reactors were also used due to lower reagents consumption. The results from the developed system were compared with reference and validated methods (found in the literature) and there were no significant differences at 95% confidence level. The developed system with LTCC employs low volume of reagents and samples and can be used to determine several analytes in different matrices. applied in any other used (due to), along with a system of universal (able to be applied in any other application in flow) were other good features of this developed system. The good stability and sensibility of the developed mini-photometer (4 x 4 cm) enabled an adequate performance during the determinations. / O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de analisadores automáticos em fluxo para a determinação de analitos de interesses farmacêutico utilizando um micro-dispositivo LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) e um minifotômetro como sistema de detecção. Para tal, foram desenvolvidos os seguintes componentes: 1) minifotômetro a base de LED-RGB (Light Emitting Diode Red Green Blue) cujos comprimentos de onda de máxima emissão são 472, 525 e 640 nm respectivamente como fonte de radiação e um fotodiodo (FD) como detector; 2) uma célula óptica para análise em fluxo baseada em LTCC. Um software foi criado em linguagem gráfica LabView® 7.0, para controle e aquisição de dados do sistema analítico. O minifotômetro para análise em fluxo e o software foram desenvolvidos para a determinação de N-acetilcisteína (NAC), captopril (CAP), adrenalina (ADN), dopamina (DPN) e ácido ascórbico (AAc) em formulações farmacêuticas. Primeiramente foi desenvolvido um minifotômetro baseado em LED-RGB como detector fotométrico. Em seguida, foi construído um acionador de válvulas (AV), o qual foi utilizado para controlar o tempo de acionamento das válvulas solenóides. Este controle foi executado utilizando um programa desenvolvido em Labview o qual foi acoplado a uma interface de aquisição de dados, USB 6008 da National Instruments, acoplada a um microcomputador. Com esta interface foi possível controlar também o minifotômetro construído bem como a aquisição e tratamento dos sinais gerados no LTCC*. Em todos os casos, o minifotômetro, o LTCC e o sistema em fluxo com multicomutação empregando válvulas solenóides de três vias (Thee-way) e reatores em fase sólida foram utilizados, exceto para a determinação de NAC e CAP onde um analisador com injetor comutador manual foi empregado. Os resultados obtidos com o sistema desenvolvido foram sempre comparado com métodos de referência ou validados na literatura, e não houve uma diferença significativa a um nível de confiança de 95%. Além disso, um baixo volume de reagentes e amostras utilizados (devido ao uso do LTCC), juntamente com um sistema de caráter universal (apto a ser aplicado em qualquer outra aplicação em fluxo) foram outros diferenciais deste trabalho. O minifotômetro desenvolvido, de apenas 4 x 4 cm apresentou uma boa estabilidade e corroborou para os bons resultados obtidos neste trabalho.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5406.pdf: 2200314 bytes, checksum: 39c65fcd55b12692e29db422e3d36219 (MD5) Previous issue date: 2013-04-12 / Universidade Federal de Minas Gerais / The main aim of this work was to produce a candidate material for national reference material, the forage Brachiaria brizantha Stapf. cv. Marandu, containing known levels of contaminants (Cr, Pb, Cd, and As) and macro and micronutrients (Ca, P, Mg, K, Cu, Fe, Mn, Zn and Na). Brachiaria brizantha Stapf cv. Marandu was shown in 400 pots containing 25 kg of soil. The pots were kept in a greenhouse at Embrapa Southeast Livestock located in Sao Carlos, SP. A previous study was conducted in order to establish an appropriate concentration of contaminants that would not harm the dry matter production critically. In order to produce a reference material containing inorganic contaminants in its structure, the dose of 25 mmol/pots was chosen and added into 375 pots. The first harvest occurred after approximately 60 days of plant growth, and the second one after 120 days. Then, the samples were oven-dried at 45°C for 72 hours and grounded first in a cutting mill and then in an ultra-centrifugal mill to reduce particle size. It was produced 20 kg of dried and grounded material. After this, the homogenization and other processes were carried out, including packaging and gamma irradiation dosage in the range of 5-10 kGy to increase the shelf life. Other relevant studies were also undertaken, such as: particle size distribution, betweenbottles and within-bottle homogeneity evaluation, short and long term stability tests using ICP-MS techniques for As, Cd, Cr and Pb, and ICP OES for Ca, P, Mg, K, Cu, Fe, Mn , Zn and Na. Relative humidity and homogeneity between-bottles were also carried out using INAA. All tests presented results within the range of 95%, assuring homogeneity and stability of the candidate material for forage reference material. The consensus values for the 13 elements were determined by collaborative program. All these experiments were performed in accordance with the ISO Guides 30 to 35. / O objetivo do trabalho foi produzir material candidato a material de referencia nacional de forrageira Brachiaria brizantha Stapf. cv. Marandu, contendo teores conhecidos de contaminantes (Cr, Pb, Cd e As) e de macro e micronutrientes (Ca, P, Mg, K, Cu, Fe, Mn, Zn e Na). Foram montados 400 vasos com solo coletado da fracao 0-20 cm, o qual foi corrigido com calcario e N, P e K antes do plantio. Foi feito um estudo previo em 16 vasos, para a definicao de doses de contaminantes que nao prejudicasse de forma critica a producao de materia seca, sendo definida a dose de 25 mmol/vaso de Cr, Pb, Cd e As, adicionados na forma de sais, a cada um dos 375 vasos restantes. Apos aproximadamente 60 dias foi feito o primeiro corte da planta forrageira, sendo o segundo corte realizado apos 120 dias. Apos secagem em estufa a 45 oC e moagem em moinho de facas seguido de segunda moagem em moinho ultra-centrifugo, obteve-se aproximadamente 20 kg de material seco e moido. Apos essa etapa foi realizada a homogeneizacao em homogeneizador tipo Y, envase, irradiacao com raios gama na faixa de dosagem entre 5 e 10 kGy, visando ao aumento do tempo de prateleira e ao mesmo tempo a preservacao das caracteristicas originais da amostra. Em seguida realizou-se os estudos pertinentes, tais como: distribuicao de tamanho de particula, estudos de homogeneidade intra e inter-amostral e estudos de estabilidade a curto e longo prazo utilizando tecnicas de espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) para As, Cd, Cr e Pb e espectrometria de emissao optica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) para Ca, P, Mg, K, Cu, Fe, Mn, Zn e Na. Foi feito tambem estudo de umidade relativa e realizado estudo da homogeneidade inter-amostral utilizando analise por ativacao neutronica instrumental (INAA). Os resultados apresentaram medias dentro do intervalo de confianca de 95%, assegurando homogeneidade e estabilidade do material candidato a material de referencia de forrageira. Os valores de consenso para os 13 elementos foram determinados por meio de ensaio colaborativo. Todos estes experimentos foram realizados em conformidade com as ISO Guias 30 a 35.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5421.pdf: 1977328 bytes, checksum: 1fdb74c2df039b25a8f5d6b1dc05e54c (MD5) Previous issue date: 2013-06-07 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this work was described the development of new architectures for biosensors, using nanomaterials. The enzyme of interest was immobilized on glassy carbon electrode modified with multi-walled carbon nanotubes chemically treated and/or gold nanoparticles within a dihexadecylphosphate or poly(allylamine hydrochloride) film. Initially, a glassy carbon electrode (GCE) modified with functionalized multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs), 1-butyl-3-methylimidazolium chloride (BMIM) and tyrosinase (Tyr) within a dihexadecylphosphate (DHP) film for the development of a biosensor was proposed. MWCNTs, BMIM and Tyr were efficiently immobilized in the film using 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide/N-hydroxysuccinimide as crosslinking agents. The film characterization was realized by cyclic voltammetry (CV) in presence of catechol. The BMIM-MWCNTs nanocomposite showed good conductivity and biocompatibility with Tyr enzyme, once that the biosensor presented biocatalytic activity to the oxidation of catechol to o-quinone which was electrochemically reduced to catechol at a potential of 0.04 V. The Tyr-BMIMMWCNTs- DHP/GCE biosensor showed wide linear range, good repeatability, sensitivity and stability and, the biosensor was successfully applied in the determination of catechol in natural water samples. The second developed biosensor was based on the modification of a GCE with gold nanoparticles (AuNPs) and Tyr within a DHP film. The enzyme immobilization was performed using cystamine and glutaraldehyde as crosslinking agents. Amperometry technique was used to obtain the analytical curve that showed linear in the concentration of catechol in the range from 2.49 × 10−6 to 9.50 × 10−5 mol L−1 with a detection limit of 1.74 × 10−7 mol L−1. The Tyr-AuNPs-DHP/GCE biosensor was applied in the determination of catechol in water samples from the UFSCar Dam. The results were satisfactory when compared with a spectrophotometric method at a 95% confidence level. Finally, the modification of a GCE with MWCNTs and AuNPs within a poly(allylamine hydrochloride) (PAH) film for the development of a novel biosensor was proposed. This approach provided an efficient method used to immobilize polyphenol oxidase (PPO) obtained from the crude extract of sweet potato (Ipomoea batatas (L.) Lam.). The principle of the analytical method is based on the inhibitory effect of sulfite on the activity of PPO, in the reduction reaction of o-quinone to catechol and/or the reaction of o-quinone with sulfite. Under the optimum experimental conditions using the differential pulse voltammetry technique, the analytical curve obtained was linear in the concentration range of sulfite from 5.0 × 10−7 to 2.2 × 10−5 mol L−1 with a detection limit of 4.0 × 10−7 mol L−1. The biosensor was successfully applied in the determination of sulfite in white and red wine samples with results in close agreement with those results obtained using a reference iodometric method at a 95% confidence level. / Neste trabalho descreve-se o desenvolvimento de novas arquiteturas para biossensores utilizando materiais nanoestruturados. A enzima de interesse foi imobilizada sobre um eletrodo de carbono vítreo modificado com nanotubos de carbono de paredes múltiplas tratados quimicamente e/ou nanopartículas de ouro em filme de dihexadecil hidrogenofosfato ou hidrocloreto de poli(alilamina). Inicialmente, foi proposto um eletrodo de carbono vítreo (GCE) modificado com nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs) funcionalizados, cloreto de 1-butil-3-metil-imidazol (BMIM) e tirosinase (Tyr) em filme de dihexadecil hidrogenofosfato (DHP) para o desenvolvimento de um novo biossensor. Os MWCNTs, BMIM e Tyr foram eficientemente imobilizados no filme usando 1etil-3-(3- dimetilaminopropil) carbodiimida e N-hidroxisuccinimida, como agentes de reticulação. A caracterização do filme foi feita por voltametria cíclica (CV) em presença de catecol. O nanocompósito BMIM-MWCNTs exibiu boa condutividade e biocompatibilidade com a enzima Tyr, uma vez que o biossensor mostrou atividade biocatalítica para a oxidação de catecol a o-quinona, que foi reduzida eletroquimicamente para catecol em um potencial de 0,04 V. O biossensor Tyr- BMIM-MWCNTs-DHP/GCE apresentou ampla faixa linear, boa repetibilidade, sensibilidade e estabilidade sendo aplicado com sucesso na determinação de catecol em amostras de águas naturais. O segundo biossensor desenvolvido, baseou-se na modificação de um GCE com nanopartículas de ouro (AuNPs) e Tyr em filme de DHP. A imobilização enzimática foi realizada utilizando-se cistamina e glutaraldeído como agentes de reticulação. A técnica amperométrica foi utilizada para obtenção da curva analítica que apresentou uma faixa linear na concentração de catecol de 2,49 × 10−6 a 9,50 × 10−5 mol L−1 e um limite de detecção de 1,74 × 10−7 mol L−1. O biossensor Tyr-AuNPs-DHP/GCE foi aplicado na determinação de catecol em amostras de águas naturais, da represa da UFSCar. Os resultados foram concordantes quando comparados com as concentrações obtidas empregando-se um método espectrofotométrico de referência em um nível de confiança de 95%. Por fim, foi proposta a modificação de um GCE com MWCNTs e AuNPs em filme de hidrocloreto de poli(alilamina) (PAH) para o desenvolvimento de um biossensor. Esta abordagem proporcionou um método eficiente usado para imobilizar a enzima polifenol oxidase (PPO), obtida a partir do extrato bruto de batata doce (Ipomoea batatas (L.) Lam.). O princípio do método analítico baseia-se na inibição da atividade da PPO pelo sulfito, na reação de redução da o-quinona para catecol e/ou na reação entre o-quinona e sulfito. Empregando-se as melhores variáveis experimentais para a técnica de voltametria de pulso diferencial, a curva analítica obtida foi linear no intervalo de concentração de sulfito de 5,0 × 10−7 a 2,2 × 10−5 mol L−1 com um limite de detecção de 4,0 × 10−7 mol L−1. O biossensor foi aplicado com sucesso na determinação de sulfito em amostras de vinho branco e tinto com resultados satisfatórios em comparação com um método iodométrico de referência em um nível de confiança de 95%.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5546.pdf: 45340017 bytes, checksum: 338fac2bbb6b66a101098ace885fa413 (MD5) Previous issue date: 2013-09-20 / Universidade Federal de Sao Carlos / It has been demonstrated that laser induced breakdown spectrometry (LIBS) can be used as an alternative method for the determination of macro (P, K, Ca, Mg) and micronutrients (B, Fe, Cu, Mn, Zn) in pellets of plant materials. However, information is required regarding the sample preparation for plant analysis by LIBS. In this work, methods involving cryogenic grinding and planetary ball milling were evaluated for leaves comminution before pellets preparation. The particle sizes were associated to chemical sample properties such as fiber and cellulose contents, as well as to pellets porosity and density. The pellets were ablated at 30 different sites by applying 25 laser pulses per site (Nd:YAG@1064 nm, 5 ns, 10 Hz, 25 J cm-2). The plasma emission collected by lenses was directed through an optical fiber towards a high resolution Echelle spectrometer equipped with an ICCD. Delay time and integration time gate were fixed at 2.0 and 4.5 &#956;s, respectively. Experiments carried out with pellets of sugarcane, orange tree and soy leaves showed a significant effect of the plant species for choosing the most appropriate grinding conditions. By using ball milling with agate materials, 20 min grinding for orange tree and soy, and 60 min for sugarcane leaves led to particle size distributions generally lower than 75 &#956;m. Cryogenic grinding yielded similar particle size distributions after 10 min for orange tree, 20 min for soy and 30 min for sugarcane leaves. There was up to 50% emission signal enhancement on LIBS measurements for most elements by improving particle size distribution and consequently the pellet porosity. Calibration is still a challenging task when dealing with the direct analysis of solids. This is particularly true for LIBS, and laser ablation inductively coupled plasma optical xix emission spectrometry (LA-ICP OES) / mass spectrometry (LA-ICP-MS), when the calibrations are matrix-dependent and/or appropriate certified reference materials are generally not available. Looking at the analysis of plant materials in the form of pressed pellets by LIBS, a new method to overcome and/or minimize this difficulty is proposed by keeping the matrix constant in order to produce matrix-matched calibration pellets. To achieve this goal and to test this novel approach, ground sugar cane leaves were chosen and submitted to acid extractions for obtaining the corresponding blank or a material containing very low concentrations of the analytes. The resulting dried solid material was used either as a blank or a low concentration standard, and also homogeneously mixed with the original plant material at appropriate ratios as well. The corresponding pellets were used as calibration standards and ablated at 30 different sites by applying 25 laser pulses per site with a Q-switched Nd:YAG at 1064 nm. The plasma emission collected by lenses was directed through an optical fiber towards a spectrometer equipped with Echelle optics and intensified charge-coupled device. Delay time and integration time gate were fixed at 2.0 and 5.0 &#956;s, respectively. This calibration strategy was tested for the determination of Ca, Mg, K, P, Cu, Mn, and Zn by LIBS in pellets of 17 varieties of sugar cane leaves and good correlations were obtained with inductively coupled plasma optical emission spectrometry results in the corresponding acid digests. The proposed approach was also useful to estimate the limits of detection based on measurements of blanks, as recommended by IUPAC, or with the aid of a low concentration standard. The utility of LA-ICP OES for the determination of macro- (Ca, K, P and Mg) and micronutrients (B, Mn, Fe and Zn) in plant materials is reported, for the first time. Plant leaves of orange citrus, soy and sugar cane were ground in a cutting mill and further homogenized using a high-speed ball mill for between 5 to 120 min to investigate the effect of particle size diameter on the element signal emission intensities for the analytical method. The samples were pressed into pellets for 5 min at 0.3 ton cm-2 and ablated as 10 replicates by applying 500 laser pulses per replicate. Although particle size did decrease as total mill time increased, the difference in distribution did not have a significant statistical influence on the results. The best sensitivity and precision were observed by using a fluence of 9.0 J cm-2 for the LA-ICP OES at 10 Hz. The calibration strategy was based on the use of different certified reference materials prior to pelletizing and to create calibration curves, while Sc was generally used as an internal standard in the matrix to account for any differences in laser-material interactions. Typical precision and accuracy values were determined to be <6% and 8%. Limits of detection were determined to be ~ 14 mg kg-1 Ca, 94 mg kg-1 K, 5.0 mg kg-1 Mg, 10 mg kg-1 P, 0.2 mg kg-1 B, 0.8 mg kg-1 Fe, 2.0 mg kg-1 Mn and 0.1 mg kg-1 Zn, resulting in a method that is fit for the purpose of the analysis of macro- and micro nutrients in plant material. / Foi demonstrado que a espectrometria de emissão óptica com plasma induzido por laser (LIBS) pode ser utilizada como um método alternativo para a determinação de macro (P, K, Ca e Mg) e micronutrientes (B, Fe, Cu, Mn e Zn) em pastilhas de materiais vegetais. Entretanto, é necessário obter informações sobre o preparo das amostras para as análises por LIBS. Neste trabalho, foram avaliados procedimentos de cominuição de folhas de plantas utilizando moagem criogênica ou moagem com bolas. Os tamanhos das partículas obtidos foram associados com algumas propriedades químicas das amostras como teores de fibras, celulose e lignina, bem como a densidade e porosidade das pastilhas. As pastilhas foram analisadas em 30 diferentes pontos de amostragem (crateras) aplicando-se 25 pulsos de laser acumulados por cratera (Nd:YAG@1064 nm, 5 ns, 10 Hz, 25 J cm-2). A emissão do plasma, coletada por lentes, foi direcionada através de uma fibra óptica para um espectrômetro Echelle de alta resolução equipado com detector ICCD. Os tempos de atraso e integração foram estabelecidos em 2,0 e 4,5 &#956;s, respectivamente. Os experimentos realizados em pastilhas de folhas de cana-de-açúcar, citros laranja e soja mostraram um efeito bastante significativo das condições do tempo de moagem para cada tipo de espécie de planta. Utilizando-se a moagem com bolas com recipientes de ágata, 20 min de moagem para folhas de citros e soja e, 60 min de moagem para folhas de cana-de-açúcar, permitiram obter distribuição do tamanho das partículas inferior a 75 &#956;m. A moagem criogênica permitiu obter semelhante distribuição do tamanho das partículas após 10 min em folhas de citros, 20 min em folhas de soja e 30 min em folhas de cana-de-açúcar. Observou-se melhora de até 50 % nas intensidades dos sinais de emissão para a xvi maioria dos elementos quando a distribuição do tamanho das partículas foi melhorada e, consequentemente, a porosidade das pastilhas. Entretanto, a calibração é, ainda, um dos principais desafios em análise direta de sólidos. Isto é particularmente verdadeiro para LIBS, bem como para a espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente após ablação com laser (LA-ICP OES) e espectrometria de massas com plasma acoplado indutivamente após ablação com laser (LA-ICP-MS), quando a calibração é depende da matriz e / ou materiais de referência certificados não são disponíveis. Dessa forma, foi desenvolvida uma nova estratégia de calibração para a análise de pastilhas de materiais vegetais por LIBS, baseando-se na compatibilidade da matriz. Amostras de folhas de cana-de-açúcar cominuídas foram submetidas a um procedimento de extração ácida visando obter um branco desse material vegetal, ou obter um material contendo baixas concentrações dos analitos. O material extraído resultante foi então, usado com branco ou como padrão contendo baixa concentração de analitos e, também foi misturado e homogeneizado com o material original em diferentes proporções. As pastilhas correspondentes foram analisadas em 30 diferentes pontos de amostragem (crateras) aplicando-se 25 pulsos de laser acumulados por cratera (Nd:YAG@1064 nm, 5 ns, 10 Hz, 25 J cm-2). A emissão do plasma, coletada por lentes, foi direcionada através de uma fibra óptica para um espectrômetro Echelle de alta resolução equipado com detector ICCD. Os tempos de atraso e integração foram estabelecidos em 2,0 e 5,0 &#956;s, respectivamente. A estratégia de calibração foi investigada para a determinação de Ca, P, K, Mg, Cu, Mn e Zn por LIBS em pastilhas de 17 variedades de cana-de-açúcar e boa correlação foi obtida com os resultados de ICP OES nos correspondentes digeridos ácidos. Com esta nova proposta foi possível estimar os limites de detecção utilizando as medidas do branco, de acordo com as recomendações da IUPAC, ou usando baixas concentrações do padrão. Em um último estudo, a utilidade de LA-ICP OES para a determinação de macro (Ca, K, P, e Mg) e micronutrientes (B, Mn, Fe e Zn) em folhas de plantas foi reportada pela primeira vez. Folhas de cana-de-açúcar, citros laranja e soja foram previamente moídas em moinho com facas e posteriormente cominuídas em moinho vibratório com bolas com tempos variando de 5 a 120 min para investigar o efeito dos tamanhos de partículas nas intensidades dos sinais de emissão de LA-ICP OES. As amostras foram pressionadas na forma de pastilhas por 5 min, aplicando-se 0,3 ton cm-2 e abladas em 10 replicatas aplicando-se 500 pulsos do laser por replicata. Utilizou-se um sistema de ablação com laser comercial composto por um laser de Nd:YAG a 266 nm (pulsos de 6 ns, 10 Hz). Todos os experimentos foram realizados com 9 J cm-2 (3,0 mJ/pulso e diâmetro de focalização de 200 &#956;m). Escândio foi avaliado como padrão interno. Em geral, não foram observadas diferenças significativas nos sinais de emissão quando as pastilhas foram preparadas após 5 min de cominuição. Em pastilhas preparadas a partir de materiais cominuídos com piores distribuições de tamanho das partículas, como em folhas de cana-deaçúcar, o uso de Sc como padrão interno mostrou-se apropriado para corrigir as diferenças nas intensidades de emissão causadas por diferenças entre as massas abladas nas diferentes pastilhas dos materiais analisados. A estratégia de calibração foi baseada no uso de diferentes materiais de referência certificado. Os limites de detecção obtidos foram ~ 14 mg kg-1 Ca, 94 mg kg-1 K, 5,0 mg kg-1 Mg, 10 mg kg-1 P, 0,2 mg kg-1 B, 0,8 mg kg-1 Fe, 2,0 mg kg-1 Mn e 0,1 mg kg-1 Zn.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5763.pdf: 1457354 bytes, checksum: 3be189aae8d774f1f9a7e46c640413db (MD5) Previous issue date: 2014-02-19 / Universidade Federal de Minas Gerais / Since 1990 concerns about environmental and public health have stimulated the restrictions of maximum sulfur content in fuels allowed by legislation, especially in diesel and biodiesel, by several governmental agencies. The focus of this thesis was the development of sample preparation strategies for fuels and the determination of sulfur using inductively coupled plasma techniques, such as optical emission spectrometry (ICP OES) and mass spectrometry (ICP-MS). Difficulties associated to each technique were evaluated and strategies to overcome them were proposed. Studies on sample preparation based on microwave-assisted heating in closed vessels using diluted nitric acid solution and microemulsions were carried out for further S determination by ICP OES. The strategy of summation of the intensities of multiple sulfur emission lines allowed for 2-fold higher sensitivity for S determination by ICP OES and the instrumental limit of detection for S I 181,972 nm and S I 180,669 nm emission lines combination was 0.42 mg L-1. The interference standard method (IFS) was proposed and thoroughly evaluated to overcome polyatomic interferences on sulfur determinations by low-resolution ICP-MS. Applying this strategy the accuracy for S determination by ICP-QMS was achieved without any instrumental modification or introduction of reaction or collision gases. Recoveries from 92.6 to 99.7 % were obtained for S determination in lubricating oil CRM and addition and recovery experiments in biodiesel by using the isotope 36Ar+ as IFS. Evidences of principle, potentialities and limitations of IFS method were investigated using a double focused sector field inductively coupled plasma mass spectrometry (SF-ICP-MS). The hypothesis that polyatomic interfering ions and IFS species (36Ar+, 36ArH+ and 38Ar+) experience similar fluctuations in plasma was confirmed. More advanced instrumental arrangements, such as SF-ICP-MS and tandem mass spectrometry (ICP-MS/MS), were also evaluated for sulfur determination in fuels. Under optimized conditions, instrumental limits of detection for S determination via 32S16O+ and 34S16O+ by ICP-MS/MS were 0.33 and 0.78 &#956;g L-1, respectively, and recoveries from 102 to 113 % were obtained for S determination in biodiesel, diesel and lubricating oil CRMs. The combination of sample preparation employing microwave-assisted acid digestion with diluted nitric acid, determination by SF-ICP-MS and isotope dilution method allowed the determination of a total S concentration of 9.06 ± 0.13 &#956;g g-1 in a diesel sample candidate to certified reference material. / Desde 1990 alguns aspectos ambientais e de saúde pública tem motivado a redução dos teores máximos de enxofre permitidos nos combustíveis, tais como diesel e biodiesel, por diferentes agências governamentais. O foco deste estudo foi o desenvolvimento de estratégias de preparo de amostras de combustíveis e determinação de enxofre usando técnicas espectroanalíticas com plasma indutivamente acoplado, tanto a espectrometria de emissão ótica (ICP OES) quanto a espectrometria de massa (ICP-MS). As dificuldades inerentes a cada uma das técnicas foram avaliadas e estratégias para superá-las foram propostas. Estudos de procedimentos de preparo de amostras assistido por radiação micro-ondas com solução diluída de ácido nítrico e o preparo de microemulsões foram conduzidos para posteriores determinações de S em ICP OES. A estratégia de somatório de sinais de múltiplas linhas de emissão duplicou a sensibilidade para a determinação de enxofre por ICP OES e o limite de detecção instrumental para a combinação de linhas de emissão de S I 181,972 nm e S I 180,669 nm foi de 0,42 mg L-1. O método do padrão de interferência (IFS) foi proposto e minuciosamente investigado para superar as interferências poliatômicas em determinações de enxofre por ICP-MS com instrumento de baixa resolução. Adotando-se essa estratégia obteve-se exatidão para as determinações de enxofre por ICP-QMS sem qualquer modificação instrumental ou introdução de gases de reação ou colisão. Recuperações que variaram de 92,6 a 99,7 % foram observadas para determinações de S em CRM de óleo lubrificante e experimentos de adição e recuperação em biodiesel usando o isótopo 36Ar+ como IFS. Evidências sobre o princípio, a potencialidade e limitações do método IFS foram investigadas em condições de alta resolução por ICP-MS com analisador de massa com setor eletromagnético (SF-ICP-MS) e a hipótese de que as espécies poliatômicas interferentes e IFS (36Ar+, 36ArH+ e 38Ar+) sofrem similares variações no plasma foi confirmada. Instrumentos com arranjos mais avançados como o SF-ICP-MS em modo de média resolução e ICP-MS com configuração tandem (ICP-MS/MS) também foram avaliados para a determinação de S em biodiesel, diesel e óleo lubrificante. Sob condições otimizadas, os limites de detecção instrumental para a determinação de S via 32S16O+ e 34S16O+em ICPMS/ MS foram 0,33 e 0,78 &#956;g L-1, respectivamente, e recuperações de 102 a 113 % foram observadas para determinação de S em CRMs de biodiesel, diesel e óleo lubrificante. A associação do preparo de amostras empregando digestão ácida assistida por radiação micro-ondas usando solução diluída de ácido nítrico, determinação em SF-ICP-MS e o método da diluição isotópica possibilitou a proposição do valor de concentração de enxofre igual a 9,06 ± 0,13 &#956;g g-1 em material candidato a material de referência certificado de diesel.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5905.pdf: 1907881 bytes, checksum: 316c0379a3333dccd30de1cd2334cae6 (MD5) Previous issue date: 2014-03-21 / Universidade Federal de Sao Carlos / Recent research and advances in analytical chemistry show that the total content determination of an element, although it is essential, is limited since it is not sufficient to provide information about the bioavailability and toxicity of the species. Furthermore, plants are usually the main route of chemical elements (essential or toxic) entry in the food chain. Arsenic speciation in plants is important since it can be found in inorganic forms, more toxic, or methylated forms, less toxic. Moreover, both As and Cd can bind to phytochelatins (tri peptides) that are formed in plant tissue as a defense mechanism to the stress caused by potentially toxic elements. This research project aimed the determination and speciation of As and Cd in Brachiaria brizantha cv. Marandu forage grown in previously contaminated soil. In the first part of the work, these contaminants were added to the soil and after a certain period of time the forages were harvested, frozen-dried and ground in freezer mill containing liquid N2. As well as it was determined the total content of As and Cd by ICP-QMS. The mean concentrations found were 2.3 ± 0.27 mg kg-1 of As and 2.9 ± 0.07 mg kg-1 of Cd. In the second part of the work, the separation and identification of As(III), As(V), MMA (monomethylarsonic acid), and DMA (dimethylarsinic acid) species were performed using an anion exchange column and HPLC-ICPMS. Different sample preparation involving water, diluted nitric acid solution and a water methanol mixtures were evaluated in order to extract As species in plant samples. The interference standard (IFS) method using 83Kr+, was employed to minimize spectral interferences on 75As+ determination caused by polyatomic species such as 40Ar35Cl+. The procedure that presented the best xiv performance was the one using nitric acid solution with extractions carried out at 90 ºC, an efficiency of 90 % and quantitative extraction of all four As species were achieved. Improvement in accuracy from 77 % to 94 % was obtained using the IFS method. The third part of the work evaluated the As species stability in samples stored under different temperatures along 12 months, with periodical determination of them (each two months). It can be concluded that for As species evaluated, lyophilization and frozen-dried were the best sample preparation strategies. Sample storage at low temperatures resulted in poor extraction efficiency, furthermore, the sample particle size was the critical factor for choosing the best processing and storage procedure of sample. The fourth part addressed the evaluation of As-phytochelatin and Cd-phytochelatins species using HPLC-ICP-MS for the isotopes determination and HPLC-ESI-MS in order to do the phytochelatins analysis. Phytochelatins were not found in the samples stored for long periods, even at low temperatures, which demonstrates the species instability. Freshly-harvested and extracted samples were analyzed by ESI-MS and mainly glutathione (m/z 308); the phytochelatins PC2 (m/z 540) and PC3 (m/z 772), their respective oxidized forms and the compound As-PC3 (m/z 844) were found among roots, leaves and stems. The new legal requirements and trade restrictions require the development of analytical procedures to measure metalloid species in a variety of animal and plant tissues. With the combination of techniques such as ICP-MS and ESI-MS coupled to HPLC has become feasible the determination of uncommon species. / As recentes pesquisas e progressos em química analítica evidenciam que a determinação do teor total de um elemento, embora essencial, é limitada uma vez que não é suficiente para fornecer informações a respeito de biodisponibilidade e toxicidade das espécies. Geralmente, as plantas são a principal via de entrada de elementos químicos (essenciais ou tóxicos) na cadeia alimentar. A especiação de arsênio em plantas é importante uma vez que o mesmo pode ser encontrado nas formas inorgânicas, mais tóxicas ou formas metiladas, menos tóxicas. Além disso, tanto o As como o Cd podem se ligar a fitoquelatinas (tri peptídeos) que são formados no tecido vegetal como um mecanismo de defesa ao estresse causado por elementos potencialmente tóxicos. Este projeto de pesquisa visou a determinação e a especiação dos elementos As e Cd em forrageira do gênero Brachiaria brizantha cv. Marandu cultivada em solo previamente contaminado com esses elementos. Na primeira parte do trabalho os contaminantes foram adicionados ao solo e após determinado período as forragens foram cortadas, liofilizadas e moídas em moinho criogênico, bem como determinados os teores totais de As e Cd por ICP-QMS, sendo obtidos 2,3 ± 0,27 mg kg-1 de As e 2,9 ± 0,07 mg kg-1 de Cd. Na segunda parte do trabalho, a separação e a identificação das espécies As(III), As(V), MMA (ácido monometilarsênico) e DMA (ácido dimetilarsônico) foram realizadas utilizando coluna de troca aniônica e o acoplamento HPLC-ICP-MS. Diferentes preparos de amostra envolvendo os extratores água, metanol e ácido nítrico diluído foram avaliados para a especiação de As. O método do padrão de interferência (IFS), utilizando 83Kr+, foi empregado para corrigir interferências xii espectrais sobre 75As+ causadas por espécies poliatômicas, como 40Ar35Cl+. O procedimento de extração que utilizou solução de ácido nítrico diluído a 90 ºC foi o mais eficiente, com recuperação quantitativa (~90 %) das quatro espécies de As avaliadas. Melhoria na exatidão de 77 % para 94 % foi obtida utilizando o método IFS. A terceira parte do trabalho envolveu o estudo da estabilidade de espécies de As ao longo de 12 meses em amostras armazenadas sob diferentes condições e temperaturas, com determinações realizadas bimestralmente. Para as espécies de arsênio avaliadas, a liofilização seguida por moagem criogênica foi o procedimento de preparo que forneceu os melhores resultados. Baixas temperaturas isoladamente não se mostraram adequadas para o armazenamento das amostras, pois resultaram em recuperações pouco eficientes, sendo o tamanho de partícula da amostra determinante na escolha do melhor procedimento de armazenamento. A quarta parte do trabalho abordou a avaliação de espécies de As-fitoquelatinas e Cd-fitoquelatinas empregando HPLC-ICP-MS na determinação dos isótopos e HPLC-ESI-MS na determinação das fitoquelatinas. Não foram encontradas fitoquelatinas nas amostras armazenadas por longo período, mesmo que em baixas temperaturas, o que evidencia a instabilidade das espécies. Amostras recém-cortadas e extraídas foram analisadas por ESI-MS, sendo encontradas entre raízes, folhas e caule, principalmente glutationa (m/z 308); as fitoquelatinas PC2 (m/z 540) e PC3(m/z 772), as respectivas formas oxidadas dessas e o composto As-PC3 (m/z 844). As novas exigências legais e restrições ao comércio exigem o desenvolvimento de procedimentos analíticos para medir espécies metalóides em grande variedade de tecidos animais e vegetais. Com o uso complementar de técnicas como ICPMS e ESI-MS acopladas à HPLC tem se tornado viável a determinação de espécies pouco exploradas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6408.pdf: 3035106 bytes, checksum: 24752d7aeea69fc82689e1c7300cbb15 (MD5) Previous issue date: 2014-12-01 / Financiadora de Estudos e Projetos / This thesis describes the development of analytical procedures based on direct solid analysis by high-resolution continuum source atomic absorption spectrometry in graphite furnace (SS-HR-CS GF AAS) and aqueous solutions by flame (HR-CS F AAS), tungsten coil atomic emission spectrometry (WC AES), standard dilution analysis for inductively coupled plasma optical emission spectrometry (SDA ICP OES) and inductively coupled plasma mass spectrometry with a tandem mass spectrometer (ICP-MS/MS) for inorganic chemical analysis of medicinal plants. In the first study, SS-HR-CS GF AAS was evaluated for the determination of Al, Cr, Ni and V. The development of an atomizer heating program with an additional air-assisted pyrolysis step and use of chemical modifier for Cr, makes feasible the use of calibration with aqueous standards for solid sample analysis. Limits of detection of 3, 18 and 7 ng g-1 were obtained for Cr, Ni and V, respectively. Aluminum was determined by HR-CS F AAS due to its high content in the samples, and presented a LOD of 10 &#956;g L-1. For studies involving the determination of Al, Cr and V by WC AES, it was developed a new method for atomizer temperature monitoring, in order to perform more accurate and controllable heating programs. The use of conditioned coils, chemical modifiers for sensitivity enhancement and a pyrolysis step produced lower limits of detection (0.1 mg g-1 Al, 9 &#956;g g-1 Cr and 13 &#956;g g-1 V) and better precision. In another study, it was evaluated the development and application of a new calibration method called standard dilution analysis (SDA) for the determination of Al, Ca, Fe, Mg, Mn and Zn by ICP OES. SDA combines the benefits of matrix matching as in the standard additions method, and the correction of interferences similarly to internal standardization approach without any instrumental modifications. The procedure has high sample throughput and it is suitable for routine analysis. SDA was compared to different conventional calibration methods for CRMs analysis and recoveries in the 88 - 112 % range were obtained by the proposed method. Limits of detection of 2 (Al) ; 0.1 (Ca) ; 0.02 (Mg) ; 0.3 (Fe), 0.1 (Mn) and 0.1 &#956;g g-1 (Zn) were obtained. In the last study, it was evaluated the performance of ICPMS/ MS for As, Cd, Cr, Ni, Pb and V determination in phytotherapic drugs. By using the MS/MS configuration, oxygen in octopole reaction system (ORS) and oxide detection for As and Cr, results with good accuracy and precision were obtained. In these cases, limits of detection of 10 (As); 0.2 (Cd); 8 (Cr), 8 (Ni), 3 (Pb) and 2 ng g-1 (V) were obtained. / Este trabalho de tese descreve o desenvolvimento de procedimentos analíticos baseados em análise direta de sólidos para espectrometria de absorção atômica com fonte contínua e alta resolução em forno de grafite (SS-HR-CS GF AAS) e soluções aquosas em chama (HR-CS F AAS), espectrometria de emissão atômica com filamento de tungstênio (WC AES), análise por diluição de padrão para espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (SDA ICP OES) e espectrometria de massas com plasma acoplado indutivamente e configuração tandem (ICP-MS/MS) para análise química inorgânica de plantas medicinais. No primeiro estudo, avaliou-se a SS-HR-CS GF AAS para determinação de Cr, Ni e V. Usando-se um programa de aquecimento do forno de grafite com etapa adicional de pirólise assistida por ar e uso de modificador Mg(NO3)2 para Cr, foi possível o emprego da calibração com padrões aquosos para a análise das amostras sólidas. Limites de detecção de 3, 18 e 7 ng g-1 foram obtidos para Cr, Ni e V, respectivamente. Por se encontrar em concentrações elevadas nas amostras, Al foi determinado por HR-CS F AAS e apresentou LOD de 10 &#956;g L-1. Para os estudos envolvendo a determinação simultânea de Al, Cr e V por WC AES, foi desenvolvido um novo método para monitoramento da temperatura do atomizador a fim de possibilitar o emprego de programas de aquecimento com melhor precisão e controle. O uso de filamentos condicionados, modificadores químicos para aumento de sensibilidade e etapa de pirólise forneceram menores limites de detecção (0,1 mg g-1 Al, 9 &#956;g g-1 Cr e 13 &#956;g g-1 V) e melhor precisão. Em outro estudo, avaliou-se o desenvolvimento e aplicação de um novo método de calibração denominado análise por diluição de padrão (SDA) para determinação de Al, Ca, Fe, Mg, Mn e Zn por ICP OES. A SDA combina os benefícios de compatibilização de matriz da calibração por adição de padrão e de correção de interferências da padronização interna, de maneira eficiente e sem quaisquer modificações instrumentais. O procedimento apresenta elevada frequência analítica e é aplicável para análises de rotina. A SDA foi comparada com diferentes métodos convencionais de calibração na análise de CRMs, nos quais recuperações entre 88 - 112 % foram obtidas pelo método proposto. Os limites de detecção do método foram de 2 (Al) ; 0,1 (Ca) ; 0,02 (Mg) ; 0,3 (Fe), 0,1 (Mn) e 0,1 &#956;g g-1 (Zn). Por fim, foi avaliado o desempenho do ICPMS/ MS na determinação de As, Cd, Cr, Ni, Pb e V em medicamentos fitoterápicos. Utilizando-se a configuração MS/MS, o sistema octapolar de reação pressurizado com oxigênio e a detecção de óxidos para As e Cr, obtiveram-se resultados com boa exatidão e precisão. Nesses casos, limites de detecção de 10 (As); 0,2 (Cd); 8 (Cr); 8 (Ni); 3 (Pb) e 2 ng g-1 (V) foram obtidos.