Philosophiae Doctor - PhD / Thoron Rn-220 is a radioactive gas with a half-life of 55.6 s. It has been identified as a possible health concern in specific places such as monazite processing plants and (rare-earth) mines. The short half-life of Rn-220 makes Rn-220 calibration sources and chambers less common than for the isotope Rn-222. There are many Rn-220 standard sources and chambers that are widely described in the literature and used for different applications and calibration. However, some of these chambers and sources are not easy to set up in typical nuclear environmental laboratories. In this project, we developed a Rn-220 standard source using a thorium nitrate solution (Th(NO3)4.6H2O). The solution was split into a large volume which was used in a Marinelli beaker to characterize its strength using a Hyper Pure Germanium (HPGe) detector, and a smaller volume of around 30 ml which was poured into a small bottle. The Rn-220 is extracted by bubbling air through the solution in the small bottle using an aerator. Gamma rays from the solution were measured simultaneously using a 76.2 mm × 76.2 mm NaI(Tl) detector. The gamma rays were measured for 66 hours. The accumulated spectra were thereafter analysed using an Excel spreadsheet where the counts in the Tl-208(2614 keV) peak were extracted and used to obtain the percentage of Rn-220 pumped out of the solution in the small bottle.

[pt] Neste trabalhou desenvolveu-se métodos analíticos baseados na fosforimetria em temperatura ambiente em substrato sólido (FTASS) para determinação seletiva de fluorquinolonas. Mais especificamente, avaliou-se a viabilidade do uso do nitrato de tório como sal de átomo pesado indutor de fosforescência visando a determinação seqüencial de norfloxacino (NOR) e levofloxacino (LEV), determinação seletiva de NOR em presença de ciprofloxacino (CIP), assim como a determinação seletiva de CIP em presença de gatifloxacino (GAT) ou moxifloxacino (MOX). Realizou-se uma cuidadosa comparação entre o sinal fosforescente obtido com o uso do nitrato de tório e os obtidos pelos sais indutores tradicionalmente utilizados na FTASS. Estudou-se univariadamente o efeito da quantidade de sal indutor de átomo pesado depositado no substrato sólido, a quantidade de um surfactante modificador de superfície e a concentração hidrogeniônica da solução carreadora de analito na magnitude do sinal fosforescente. Também foram avaliadas possíveis interações entre esses fatores experimentais por meio de um planejamento fatorial 23. Com a estratégia de análise bem definida, desenvolveram-se metodologias para a determinação de NOR, LEV e CIP em formulações farmacêuticas comerciais e simuladas e em urina enriquecida sem que se fosse aplicado procedimentos de separação do analito de interesse das outras substâncias concomitantes. Para tal, a estratégia de varredura sincronizada foi fundamental. Os parâmetros analíticos de mérito obtidos com o uso do nitrato de tório foram comparados com os obtidos com o do acetato de cádmio (átomo pesado indutor de fosforescência de fluorquinolonas já descrito na literatura). Em todos os casos estudados, a resposta analítica apresentou comportamento linear em função da massa depositada de NOR, LEV e CIP no substrato (R2>0,99), com boa repetitividade e sensibilidade (avaliada pelos limites de detecção e quantificação absolutos na ordem de ng). Tanto nas formulações farmacêuticas quanto em urina enriquecida, os resultados obtidos com o método desenvolvido com o uso do sal de tório na determinação seqüencial de NOR/LEV e na determinação seletiva de NOR/CIP foram mais vantajosos que os obtidos com o uso do sal de cádmio. Em ambos os casos, o método desenvolvido com o uso do Th(NO3) 4 mostrou-se válido desde que a proporção molar das misturas NOR/LEV e NOR/CIP não ultrapassem a condição de 1 (analito) para 5 (interferente). Para o método desenvolvido na determinação seletiva de CIP em misturas contendo GAT, o Th(NO3)4 também mostrou-se mais adequado que o acetato de cádmio, Cd(OAc)2, sendo obtidos resultados satisfatórios, desde que a proporção molar CIP/GAT não ultrapassasse 1 para 2. No entanto, interferências do tipo nãoespectral foram observadas na presença de quantidades maiores de GAT (até 10 vezes mais), as quais podem ser facilmente corrigidas utilizando o método de adição do analito. Já nas misturas contendo CIP/MOX, o método desenvolvido para a determinação seletiva de CIP com o uso do sal de tório foi muito favorável em proporções equimolares e em quantidades contendo duas vezes mais MOX. Em misturas contendo maiores quantidades de MOX, observou- se interferências do tipo espectral que não puderam ser contornadas por sincronização, devido seus (Lambda)sinc.muito próximos. Porém, utilizando Cd(OAc) 2 nas misturas contendo CIP/MOX em razões molares maiores que 1:2 se observou interferências apenas do tipo não-espectral, que podem ser corrigidas por procedimento adequado de calibração. Esse caso foi o único cujo sal de cádmio mostrou-se superior ao método desenvolvido com o uso do sal de tório. / [en] In this work, analytical methods based on solid surface room-temperature phosphorimetry were developed aiming the selective determination of fluorquinolones. More spectilly, thorium nitrate was evaluated as phosphorescence inducer aiming the sequential determination of norfloxacin (NOR) and levofloxacin (LEV), selective determination of NOR in presence of ciprofloxacin (CIP), as well as the selective determination of CIP in the presence gatifloxacin (GAT) or moxifloxacin (MOX). In order to that, the phosphorescence induced by thorium nitrate was compared with the ones achieved using other traditionally employed heavy atom enhancers in solid surface room-temperature phosphorimetry (SSRTP). Univariated studies were made in order to evaluate the effect of the amounts of heavy atom salt and surface modifier present in the substrate as well as the influence of the pH of the analyte carrier solution. The interaction among these factors were also studied through experimental factorial desings (23). After the definition of the analytical strategy to be employed, analytical methods were developed for the determination of NOR, LEV and CIP in simulated mistures and analyte spiked urine without employing any procedure to physically separate the analyte from the others components of the sample. In order to do that, the use of syncronized scanning was fundamental. The analytical figures of merit achieved using thorium nitrate and cadmium acetate (heave atom inducer already reported in the literature for fluorquinolones) were campared. In both cases, linear analytical responses in function of the amount of analyted present in the substrate were achieved (R2>0,99). Good repetitivity of results and sensibility (evaluated through the estimation of the limits of detection and quantification) were in the ng order. When testing pharmaceutical formulations and spiked urine, the use of Th(NO3)4 showed clear advantage over Cd(OAc)2, allowing the sequential determination of NOR/LEV and the selective determination of NOR in the presence of CIP. The selective determination of NOR using Th(NO3)4 could be made for mixtures containing up to five times more LEV or CIP in molar proportion. For the developed method aiming the determination of CIP in mistures containing GAT, Th(NO3)4 was found to be more adequate heavy atom enhancer than Cd(OAc)2. The method was free from interferences for samples containing two times more GAT than CIP (in molar proportion). However, interferences observed for mixtures containing higher amounts of GAT could be easily corrected by the using of the standard addition method for quantification. In mixtures containing CIP and MOX, the developed method using Th(NO3)4 was suitable for mixtures containing equimolar proportions of these two fluorquinolones. Spectral interferences were observed for higher amounts of MOX. Such interference could not be resolved due to close (lambda) values characteristic for the two FQs. However, for the method using Cd(OAc)2 in mixtures containing CIP/MOX in molar proportion more them 1:2 only non spectral interferences were observed, but this interferences can be corrected by the use of proper calibration strategy. This was the only situation where Cd(OAc)2 demonstrate better results than Th(NO3)4.