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

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

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In this work, several PS-MS applications in the forensic area were developed, demonstrating their ability to screen new synthetic drugs as a complementary tool to the thin layer chromatography (TLC) method and as a tool to monitor Date-rape Drugs in blood. In the first application, PS-MS was shown to be an effective and rapid method for the identification of synthetic drugs lysergic acid diethylamide (LSD), 2,5-dimethoxy-4-chloroamphetamine (DOC), 2,5-dimethoxy-4-bromoamphetamine (DOB), 25C-NBOMe, 25B-NBOMe and 25I-NBOMe) in bottles, both by the isotopic profile of the substances and by the fragmentation presented in tandem mass spectrometry. In the second application, the TLC was coupled to the PS-MS in order to achieve greater reliability in the CCD results. In this way, a CCD method for the analysis of cocaine and adulterants (caffeine, benzocaine, lidocaine and phenacetin) was optimized by evaluating its sensitivity and selectivity. In order to improve the Detection and Quantification Limits for cocaine and adulterants, the spots were analyzed by PS-MS, obtaining improvements in the. Finally, in order to solve the low PS-MS selectivity, a new substrate was developed, especially when the analytical target is in complex mixtures, such as blood. It is a membrane coated with a molecularly printed polymer (MIP) with dual function: simultaneous extraction and ionization of targets in the same device. The developed membrane was applied in the determination of benzodiazepines in blood samples from alleged date rape- drugs victims. Blood is a complex sample containing several compounds that can suppress the analyte signal. With this modification, any suppression is avoided, obtaining excellent results, both qualitative and quantitative. In conclusion, PS-MS is a fast and low-cost technique that can replace or complement conventional analyzes in a laboratory of expertise, increasing the productivity of Brazilian justice. / A ionização é uma etapa crucial em espectrometria de massas (MS) e rege a versatilidade desta importante técnica analítica. A ionização é a responsável por transferir átomos e moléculas, em suas respectivas formas ionizadas, para o ambiente de alto vácuo dos espectrômetros de massas, onde são discriminados em função de sua razão massa sobre carga (m/z). Dentre as diversas técnicas de ionização de MS, a técnica de ionização por Paper spray (PS) é uma das mais simples, versátil e pode ser implementada facilmente em sistema de MS. Nesse trabalho diversas aplicações do PS-MS na área forense foram desenvolvidas, demonstrando sua capacidade para screening de novas drogas sintéticas, como ferramenta complementar ao método de cromatografia de camada delgada (TLC) e como ferramenta para monitorar “boa noite cinderela” em sangue. Na primeira aplicação, o PS-MS mostrou ser um método eficaz e rápido para identificação de drogas sintéticas dietilamida do ácido lisérgico (LSD), 2,5-dimetoxi-4-cloroanfetamina (DOC), 2,5-dimetoxi-4- bromoanfetamina (DOB), 25C-NBOMe, 25B- NBOMe e 25I-NBOMe) em selos, tanto pelo perfil isotópico das substâncias, quanto pela fragmentação apresentada na espectrometria de massas tandem. Já na segunda aplicação, acoplou-se TLC ao PS-MS visando alcançar maior confiabilidade nos resultados de TLC. Desta maneira, otimizou-se um método de TLC para análise de cocaína e adulterantes (cafeína, benzocaína, lidocaína e fenacetina) avaliando sua sensibilidade e seletividade. Com intuito de melhorar os Limites de Detecção e Quantificação para a cocaína e adulterantes, os spots foram analisados por PS-MS, obtendo melhorias nos resultados. Por fim, com o intuito de resolver a baixa seletividade do PS-MS, um novo substrato foi desenvolvido, principalmente quando o alvo analítico está em misturas complexas, como sangue. Trata-se de uma membrana recoberta com um polímero molecularmente impresso (MIP) com dupla função: extração e ionização simultânea de alvos em um mesmo dispositivo. A membrana desenvolvida foi aplicada na determinação de benzodiazepínicos em amostras de sangue de supostas vítimas de benzodiazepínicos. O sangue é uma amostra complexa que contém vários compostos que podem suprimir o sinal do analito. Com essa modificação qualquer supressão é evitada, conseguindo-se ótimos resultados, tanto qualitativos quanto quantitativos. Sendo assim, o PS-MS é uma técnica rápida e de baixo custo, que pode substituir ou complementar as análises convencionais em um laboratório de perícia, aumentando a produtividade da justiça brasileira.