Neste trabalho estudou-se um processo alternativo para a fosfatização de ligas de ferro, explorando a possibilidade de efeito sinérgico entre íons Zn2+ e citrato adicionados à fosfatização, na proteção contra corrosão da liga de ferro. O íon citrato foi utilizado como um agente quelante. A investigação do efeito sinérgico e do comportamento eletroquímico da liga exposta a soluções aquosas contendo íons Zn2+ e citrato foi realizada utilizando-se técnicas de voltametria cíclica, voltametria empregando-se o eletrodo disco rotativo e a espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Os filmes formados por "dip coating" em solução contendo Zn2+ e fosfato e em solução contendo íons citrato, Zn2+ e fosfato são analisados por voltametria cíclica, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), microscopia eletrônica de varredura (SEM), energia dispersiva de raios X (EDS), microscopia de força atômica (AFM), ensaios de rugosidade e ganho de massa. Os dois filmes foram comparados entre si. Verifica-se neste trabalho que: a inibição da corrosão da liga de ferro em solução aquosa contendo íons Zn2+ e citrato depende não só da concentração de íons Zn2+, mas também da velocidade de varredura de potencial e da velocidade de rotação do eletrodo; os filmes formados por fosfatização e fosfatização com citrato sobre a liga de ferro oferecem praticamente a mesma proteção contra a corrosão, mas a textura dos filmes é diferente. A rugosidade medida para o filme de fosfato é de 1,46 mm e, para o filme de fosfato com citrato é de 3,14 mm.

Este trabalho realizou o estudo do comportamento eletroquímico de uma liga de alumínio automotiva exposta às soluções aquosas 0,01 mol L-1 NaCl + 1 mol L-1 Na2SO4 (branco) e exposta às soluções branco contendo íons Zn2+ e/ou íons citrato atuando como inibidores de corrosão. Além disso, estudou-se o efeito dos ânions citrato sobre um processo convencional de fosfatização da superfície da liga de alumínio automotiva. Para a realização desses estudos foram empregadas as seguintes técnicas: voltametria cíclica, voltametria cíclica empregando o eletrodo disco rotativo (RDE), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), microscopia eletrônica de varredura (SEM), espectroscopia de energia por dispersão de raios X (EDS) e análise por espectroscopia de absorção de radiação na região do infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR). Verificou-se neste trabalho que: A apassivação da liga de alumínio exposta à solução branco ée controlada pela velocidade de difusão dos ânions sulfato. Quando a liga de alumínio ée exposta aos meios contendo somente íons citrato, a dissolução do metal ée controlada pela velocidade de difusão desses íons. O processo de apassivação e/ou dissolução da liga de alumínio automotiva exposta ao meio contendo íons Zn2+ e citrato depende das velocidades de difusão dos íons citrato e do complexo (Zn(Cit))-. Quando a velocidade de difusão dos íons citrato é maior, ocorre a dissolução do metal. Quando a velocidade de difusão do complexo (Zn(Cit))- prevalece, ocorre a apassivação da liga de alumínio. A adição de íons citrato ao processo de fosfatização convencional com zinco diminui a espessura dos filmes formados sobre a superfície da liga de alumínio automotiva utilizada neste trabalho. O tempo de fosfatização ótimo para o processo de fosfatização convencional com zinco é igual a 3 min, enquanto que para o processo de fosfatização com zinco modificado pela adição de íons citrato o tempo de fosfatização ótimo é 20 min. Para os tempos de fosfatização ótimos, a resistência da reação de transferência de carga é um pouco maior em superfícies fosfatizadas pelo processo de fosfatização modificado pela adição de íons citrato do que em superfícies fosfatizadas pelo processo de fosfatização convencional.

Made available in DSpace on 2017-07-20T12:40:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alvaro Fontana.pdf: 7055530 bytes, checksum: 4a9069c1fa7120a7895a1587f1fe173e (MD5) Previous issue date: 2015-09-18 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / In this work were performed organic synthesis of the monomer derivatives of poly (p-phenylenevinylene) whose main interest was to obtain a monomer with an aromatic ring having attached two bromine atoms (this step not being performed), a cyano group, a side chain of six carbon atoms and a sulfonic group linked to the end of side chain. The syntheses were performed starting from the compound 2,5-dimethylphenol and adding the aromatic ring an iodine atom, made subsequently replacing the iodine atom by a cyano group, and the sequences of reactions by adding a side chain with six carbon atoms attached at its one end a sulfonic group. The characterization of the obtained compounds was performed by spectroscopy techniques, Infrared, nuclear magnetic resonance 1H and 13C and GC-MS. These analyzes showed that the structures of the proposed monomers were achieved almost entirely. Part of this doctoral work was performed in the laboratory of the Emeritus Professor Dr. Alan Maxwell Bond at Monash University, Melbourne - Australia, such as sandwich doctorate program. The study in Australia comprised learning and application of cyclic voltammetry technique ac coupled to Fourier transform in chemical reactions studying the kinetics of 1 and 2 electron transfer, in this case, taking as an example the molecule N,N,N',N'-Tetramethyl-p-phenylenediamine, TMPD. The molecular solvents used for the study of electron transfer in the molecule TMPD were acetone and acetonitrile, and the following ionic liquids: [BMPIPTFSI], [BMIM] [TFSI], [BMIm][BF4] and [BDMIM] [TF2N]. In all the results obtained it was found the process known as internal reference, where the first electron transfer reaction in the molecule, because it is faster, can be used to compare the values of the thermodynamic and kinetic parameters obtained in the first process with the parameter values obtained in the second electron transfer process in the same molecule. / Neste trabalho foram realizadas sínteses orgânicas de monômeros derivados de poli(p-fenilenovinileno) cujo principal interesse foi a obtenção de um monômero com um anel aromático tendo ligado a ele, dois átomos de bromo (não sendo realizada essa etapa), um grupamento ciano, uma cadeia lateral com seis átomos de carbono, e um grupamento sulfônico ligado a extremidade da cadeia lateral. As sínteses foram realizadas partindo-se do composto 2,5-dimetilfenol e adicionando-se ao anel aromático um átomo de iodo, posteriormente feita a troca do átomo de iodo por um grupo ciano e nas sequências das reações adicionando-se uma cadeia lateral com seis átomos de carbono oposta ao grupo ciano e ligado na extremidade da cadeia lateral um grupo sulfônico. A caracterização dos compostos foi realizada através das técnicas, infravermelho, ressonância magnética nuclear 1H, 13C e CG-MS. Essas análises evidenciaram que as estruturas dos monômeros propostos foram alcançadas em quase sua totalidade. Parte deste trabalho de doutoramento foi realizada no laboratório do professor Emeritus Dr. Alan Maxwell Bond na Monash University em Melbourne – Austrália, como doutorado sanduíche. O estudo feito na Austrália compreendeu a aprendizagem e aplicação da técnica de voltametria cíclica ac acoplada à transformada de Fourier, estudando-se a cinética de transferência de 1 e 2 elétrons, neste caso, utilizando-se como exemplo, a molécula N,N,N′,N′-Tetramethyl-p-phenylenediamine, TMPD. Os solventes moleculares utilizados para o estudo da transferência de elétrons nesta molécula foram acetona e acetonitrila e também os seguintes líquidos iônicos: [BMPIPTFSI], [BMIM][TFSI], [BMIm][BF4] e [BDMIM][TF2N]. Em todos os resultados obtidos constatou-se o processo chamado de referência interna, onde, a primeira reação de transferência de elétrons nesta molécula, por ser mais rápida, pode ser utilizada para comparar os valores dos parâmetros termodinâmicos e cinéticos obtidos no primeiro processo de transferência de elétrons com os valores dos parâmetros obtidos no segundo processo na mesma molécula.

Neste trabalho foram preparados eletrodos compósitos grafite-poliuretana modificados com polímeros metacrilatos com impressão molecular (EGPU-MIP) visando a determinação de ácido fólico (FA) e forma ácida do diclofenaco (DCF), os quais foram usados como moléculas molde. O objetivo principal era avaliar o desempenho dos MIPs em relação à seletividade e sensibilidade, além da inovação em relação ao uso dos compósitos como material de eletrodo, relativamente a esses analitos. No caso do FA, os MIP foram preparados com essa molécula, relativamente grande e contendo vários grupos funcionais, para avaliar o efeito dessas características no desempenho do sensor. Inicialmente foram feitos estudos exploratórios usando voltametria cíclica (CV), nos quais o FA apresentou pico irreversível de oxidação em +0,80 V (vs. SCE) e picos reversíveis de redução em -0,40 e -0,65 V (vs. SCE), com respectivos processos de oxidação em -0,33 e -0,49 V (vs. SCE). Foi desenvolvido um procedimento analítico para determinação do fármaco usando voltametria de pulso diferencial (DPV), após otimizar parâmetros tais como composição de MIP no sensor de (2,5%, m/m), amplitude de pulso (a = 50 mV), velocidade de varredura (ν = 10 mV s-1) e meio eletrolítico (tampão acetato, pH = 4,5). Nesse procedimento, determinou-se uma mesma região linear de resposta entre 0,6 e 2,0 µmol L-1 para os dois picos de redução em -0,52 e -0,58 V (vs. SCE), com limites de detecção (LOD) de 0,17 e de 0,03 &micromol L-1, respectivamente. O pico em -0,58 V mostrou-se mais sensível e foi escolhido para determinar o FA nas formulações farmacêuticas Folacin&reg, Afopic&reg e Folifolim&reg, com resultados concordantes com o método oficial baseado na Cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), em 95% de confiança, segundo o teste t-Student. O MIP-FA mostrou-se mais seletivo que o polímero sem impressão molecular (NIP-DCF) frente às interferências do metotrexato (MTX), porem o ácido ascórbico (AA), ácido úrico (UA) e dopamina (DA) mostraram interferências, em relação aos grupos funcionais presentes nessas espécies, com forte influência da rigidez estrutural e da mobilidade rotacional de tais grupos. Outro MIP foi sintetizado com impressão para DCF. A voltametria cíclica mostrou que o DCF apresenta pico irreversível de oxidação em + 0,83 V (vs. SCE), na primeira varredura e picos reversíveis de redução em +0,40 e +0,65 V (vs. SCE), a partir da segunda varredura, com respectivos processos de oxidação em +0,27 e +0,58 V (vs. SCE). Foi desenvolvido um procedimento analítico para determinação do fármaco em formulações comerciais, usando DPAdASV, após otimização dos parâmetros tais como composição de MIP no sensor (2,5%, m/m), tempo de acumulação (300 s) e potencial de pré-concentração (+0,2 V), a = 50 mV, ν = 10 mV s-1 em ácido perclórico pH condicional (pHcond) = 1,6, com uma região linear entre 0,010 e 0,20 nmol L-1 e LOD de 0,99 nmol L-1 para o pico anódico em +0,8 V (vs. SCE). O DCF foi determinado nas formulações farmacêuticas Biofenac&reg, Medley&reg e Voltaren&reg e em urina sintética. O MIP-DCF se mostrou relativamente seletivo ao sinal do DCF, mesmo na presença dos interferentes como ácido meclofenâmico (AMCFN) e ácido mefenâmico (AMFN), os quais apresentam grande semelhança estrutural e funcional em relação ao analito. Deve-se tomar cuidado ao estender o intervalo de potencial operacional para o GPU, neste meio de ácido perclórico, para evitar ativação de grupos funcionais do grafite e/ou da PU. / In this work methacrylate molecularly imprinted polymers (MIP) were prepared using folic acid (FA) as well as diclofenac (DCF) templates. These MIPs were used in the modification of graphite-polyurethane (GPU) composites in order to evaluate the performance of the resulting electrodes in the determination of the templates in pharmaceutical formulations and to estimate the sensitivity and selectivity of the resulting devices joined to the innovation of using the composites in such development regarding these analytes. In the case of FA, MIPs were prepared with this relatively large and containing multiple functional groups, to evaluate the effect of such characteristics in the performance of the sensor. First of all exploratory experiments were performed using cyclic votammetry (CV) in which the FA presented an irreversible oxidation peak at + 0.80 V (vs. SCE) and reversible reductions peaks at -0.40 and -0.65 V (vs. SCE) with respective oxidation at -0.33 and -0.49 V (vs. SCE). An analytical procedure was developed based on differential pulse voltammetry (DPV), after optimizing parameters such as MIP composition in the sensor (2.5%, m/m), pulse amplitude (a = 50 mV), scan rate (ν = 10 mV s-1) and supporting electrolyte (acetate, pH = 4.5). In such procedure was obtained a linear dynamic range from 0.6 to 2.0 &micromol L-1 for both DPV reduction peaks at -0.52 and -0.58 V (vs. SCE), with limit of detection (LOD) of 0.17 and 0.03 &micromol L-1, respectively. As the second on was more sensitive it was chosen for the determination of FA in the commercial pharmaceutical formulation Folacin&reg, Afopic&reg and Folifolim&reg,with results that agreed with those from the official HPLC procedure within 95% confidence level according to the t-Student test. The MIP-FA was more selective than the non-imprinted polymer (NIP-DCF) in relation to the interference of metotrexate (MTX), however ascorbic acid (AA), uric acid (UA) and dopamine (DA) revealed significant interferences regarding the functional groups present in these species, with strong influence from the structural rigidity of the molecule that plays an important role in the rotational mobility of these groups. Another MIP was synthesized with DCF as a template. Cyclic voltammetry demonstrated that the DCF presented a single irreversible oxidation peak at + 0.83 V (vs. SCE) in the first scan, and two reversible reduction peaks at +0.40 and +0.65 V (vs. SCE) with respective oxidation at +0.27 and +0.58 V (vs. SCE), from the second scan. A DPAdASV procedure was also developed for the determination of DCF in commercial formulations after optimizing some experimental parameters such as MIP composition in the sensor (2.5%, m/m), accumulation time (300 s) and potential (+0.2 V), a = 50 mV, v = 10 mV s-1 and supporting electrolyte (perchloric acid pHcond = 1.6). A linear dynamic range from 0.010 to 0.20 nmol L-1 and a LOD of 0.99 nmol L-1 were observed for the anodic peak at +0.8 V (vs. SCE). Then the DCF was determined in the commercial formulations Biofenac&reg, Medley&reg and Voltaren&reg and also in synthetic urine samples. The MIP-DCF sensor showed to be selective regarding the DCF signal even in the presence of meclophenamic acid (AMCFN) and mefenamic acid (AMFN), which present structural and functional similarity when compared with the analyte. Care must be taken when using the GPU in extreme potential windows in the perchloric acid medium, to avoid activation of functional groups in the polymer.

Neste trabalho, são abordados os estudos eletroquímicos e químico-quânticos, bem como o desenvolvimento de metodologias analíticas para o antidepressivo tricíclico imipramina e para o neurotransmissor dopamina. Os experimentos foram realizados em solução tampão Britton Robinson (BR) 0,10 mol L-1 no pH de melhor resposta analítica para os referidos compostos. Com base nos parâmetros eletroquímicos extraídos das técnicas de voltametria cíclica e de onda quadrada, utilizando-se um eletrodo de grafite-poliuretana (GPU), foi possível diagnosticar o grau de reversibilidade das reações, a presença ou não de processos de adsorção e também o número de prótons e elétrons envolvidos nas reações eletroquímicas. Quanto aos cálculos químico-quânticos, a representação gráfica do HOMO (orbital molecular de mais alta energia ocupado) e os cálculos das cargas atômicas derivadas do potencial eletrostático forneceram uma estimativa do provável sítio de oxidação dos compostos. Os resultados indicaram que a reação de oxidação da imipramina é irreversível e dependente da adsorção do reagente na superfície do eletrodo, ocorrendo a formação subseqüente de um dímero em uma etapa química posterior à transferência de dois elétrons e um próton. O provável sítio de oxidação da molécula abrange a região do átomo de nitrogênio do anel, salientando que após a transferência de dois elétrons há uma deslocalização de cargas pelo anel aromático, fato este que sugere a formação do dímero na posição 2. Paralelamente, experimentos de eletrólise a potencial controlado foram realizados com o objetivo de gerar produtos de reação para serem analisados pela técnica de espectroscopia de massa com ionização por electrospray (ESI-MS). Tomando-se por base os resultados obtidos pelas técnicas voltamétricas, pelos cálculos químico-quânticos e pelos espectros de massa, foi sugerido o provável mecanismo de oxidação da imipramina nas condições estudadas. A metodologia analítica desenvolvida para a imipramina é rápida, sensível e exata para a análise de rotina em comprimidos de Tofranil®. A sensibilidade alcançada pela metodologia permitiu ainda a análise direta de concentrações plasmáticas terapêuticas do antidepressivo e de seu metabólito (desipramina) em amostra de soro humano sintético. No entanto, a seletividade da metodologia ficou comprometida pela proximidade dos potenciais de pico dos dímeros formados após a oxidação da imipramina (-41 mV) e da desipramina (23 mV). A aplicação de um método matemático de deconvolução (Origin 6.0) tornou possível a determinação simultânea da imipramina e da desipramina. A dopamina, por sua vez, é oxidada a dopamina orto quinona em um processo reversível com a adsorção de reagente e produto na superfície do eletrodo. O processo envolve a participação de dois elétrons e dois prótons. A metodologia analítica desenvolvida para a dopamina foi aplicada na análise de rotina em ampolas de Revivan® com boa exatidão e precisão. Além disso, a sensibilidade e a seletividade alcançada pela metodologia resultou na determinação de dopamina em fluído cerebrospinal sintético. A separação dos picos de oxidação da dopamina (Ep = 200 mV) e do ácido ascórbico (Ep = 40 mV) deve-se, provavelmente, às interações eletrostáticas favoráveis entre a superfície do eletrodo de GPU e o ânion ascorbato. De maneira geral, os resultados obtidos foram bastante satisfatórios para as determinações pretendidas, concluindo que o eletrodo de GPU é um material promissor para a análise de moléculas de interesse biológico. / In this work, the electrochemical and quantum-chemical studies are discussed, as well as the development of analytical methodologies for the imipramine tricyclic antidepressant and for the dopamine neurotransmitter. Experiments were performed in 0.10 mol L-1 Britton Robinson (BR) buffer solution at the best analytical response pH for the mentioned compounds. From the electrochemical parameters extracted of cyclic and square wave voltammetric techniques, using a graphite-polyurethane electrode (GPU), it was possible to diagnose the reactions reversible degree, the presence or not of adsorptions processes and also the number of protons and electrons involved in the electrochemical reactions. Concerning to the quantum-chemical calculations, the graphic representation of HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) and the calculation of the atomic charge derived from electrostatic potential provided an estimation of the probable oxidation sites of the compounds. The results indicated that the oxidation reaction of imipramine is reversible and dependent of the reagent adsorption at the electrode surface, occuring the formation of a dimer in a chemical step after the transference of two electrons and one proton. The probable oxidation site of the molecule includes the nitrogen atom region of the ring, emphasizing that after the transference of the two electrons there is a deslocalization of the charges though the aromatic ring, suggesting the formation of the dimeric specie at postion 2. At the same time, experiments of controlled potential electrolysis were carried out in order to generate reaction products to be analysed by electrospray ionization mass espectrosmmetry (ESI-MS). From the results obtained by voltammetric techniques, by quantum-chemical calculations and by mass spectroscopy, it was suggested a probable mechanism for the imipramine oxidation in the studied conditions. The analytical methodology developed for imipramine is fast, sensible and accurate for routine analysis in Tofranil® tablets. The reached sensibility also allowed the direct analysis of therapeutical plasmatic concentrations of the antidepressant and its methabolic (desipramine) in synthetic human serum sample. However, the selectivity of the methodology was compromised by the peak potentials proximity of the dimers formed after the oxidation of imipramine (-41 mV) and of desipramine (23 mV). The application of a deconvolution mathematical xviii method (Origin 6.0) permitted the simultaneous analysis of imipramine and desipramine. On the other hand, dopamine is oxidized to dopamine ortho-quinone in a reversible process with the adsorption of reagent and product at the electrode surface. The process involves the participation of two electrons and two protons. The analytical methodology developed for dopamine was applied in the routine analysis in Revivan® injections with good accuracy and precision. Besides that, the sensitivity and the selectivity reached by the methodology resulted in the determination of dopamine in synthetic cerebrospinal fluid. The separation of the oxidation peaks of dopamine (Ep = 200 mV) and of ascorbic acid (Ep = 40 mV) is probably due to the favorable electrostatic interactions between the GPU electrode surface and the ascorbate anion. In general way, the obtained results were very satisfatory for the desirable determinations, concluding that the GPU electrode is a promissing material for the analysis of biological interest molecules.

Após a conferência das nações unidas de 1972, a poluição ambiental começou a se tornar de fato um assunto preocupante. A explosão do crescimento populacional, junto com o desenvolvimento tecnológico, promoveu aumento dos níveis de contaminantes existentes no meio ambiente. Em consequência disso, metodologias são sempre investigadas e testadas, para propor uma forma de monitoramento com resposta relativamente rápidas e seguras, tornando de fato a atividade de monitoramento eficiente, podendo assim, identificar possíveis fontes de contaminação. Organismos vivos atualmente estão compondo essas estratégias de monitoramento, pois garante uma reposta segura e eficaz, e ao mesmo tempo com uma área de cobertura de monitoramento bastante ampla. Nesse grupo encontramse os insetos, mais especificamente as abelhas Apis mellifera (L.), que realizam viagens exploratórias em busca de recurso alimentar e acabam por estarem em contato com diversos setores do ambiente. Com isso o objetivo do presente trabalho foi avaliar o potencial do mel de abelhas A. mellifera como bioindicador de poluição por metais pesados no ambiente, identificando sua origem botânica, bem como, seus aspectos físico-químicos como a presença de elementos traço (Zn, Cu, Pb e Cd), utilizando-se da técnica de voltametria de redissolução anódica de pulso diferencial. O trabalho foi desenvolvido na Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" - ESALQ/USP, no Laboratório de Insetos Úteis, com uma contribuição do Laboratório de Tecidos Vegetais. Foram encontrados 34 tipos polínicos nas amostras de mel ao longo do período de coleta, pertencentes a 20 famílias botânicas, sendo Arecaceae, Fabaceae/Mimosoideae e Myrtaceae as famílias mais representadas. Todas as amostras apresentaram HMF e teores de cinzas dentro do padrão estabelecido pela legislação, apresentando flutuações durante o período de estudo. Em relação aos metais detectados, o chumbo (Pb) foi o elemento que apresentou, em média, a maior concentração no mel de A. mellifera, cerca de 2,11 mg.kg-1. Seguido do Zinco, com média de 1,56 mg.kg-1, e logo após o Cobre com valores médios de 0,35 mg.kg-1. Cádmio não esteve presente em nenhuma amostra analisada. Conclui-se que o mel pode ser utilizado como ferramenta de bioindicação associado a outros produtos apícolas. / After the United Nations Conference in 1972, the environmental pollution became a really concern issue. The population growth explosion, along the technological development, has promoted increasing environmental level contaminants. Hence, methodologies are always investigated and tested to propose a monitoring way with relatively fast and safe response, making the monitoring activity efficient indeed. Thus, it can identify possible contamination sources. Organisms are lately compounding these monitoring strategies since they ensure an effective and safe response, at the same time embracing a quite wide monitoring coverage area. The insects are included in this group of organisms, specifically the bees Apis mellifera (L.), that display exploratory flights in search of food resources, reaching a variety of environmental section therefore. Therewith, the aims of this investigation were to evaluate the Apis mellifera honey potential as heavy metal pollution bio-indicator in the environment; to identify its botanical origin, as well as its physico-chemical aspects, whereby the presence of trace elements (Zn, Cu, Pb and Cd) using the technique of anodic stripping voltammetry differential pulse. The investigations were conducted at Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" - ESALQ/USP, in the Economically Important Insects laboratory, with a contribution of Tissue Plants laboratory. It was found 34 pollen types in the honey samples throughout the collection season. The pollen belong to 20 botanical families, and Arecaceae, Fabaceae/Mimosoideae and Myrtaceae being the most represented ones. All the samples showed HMF levels and ashes within the standard established by law, with fluctuations during the study period. Regarding to detected metals, lead (Pb) was the element which showed the highest average concentration in Apis mellifera honey, about 2,11 mg.kg-1 throughout the study season. Zinc followed, with average of 1.56 mg.kg-1, and right after the copper with average values of 0.35 mg.kg-1. Cadmium was not present in any analyzed sample. It concludes that honey can be used as a bio-indication tool associated with other bee products.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:37:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alvaro Fontana.pdf: 7055530 bytes, checksum: 4a9069c1fa7120a7895a1587f1fe173e (MD5) Previous issue date: 2015-09-18 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / In this work were performed organic synthesis of the monomer derivatives of poly (p-phenylenevinylene) whose main interest was to obtain a monomer with an aromatic ring having attached two bromine atoms (this step not being performed), a cyano group, a side chain of six carbon atoms and a sulfonic group linked to the end of side chain. The syntheses were performed starting from the compound 2,5-dimethylphenol and adding the aromatic ring an iodine atom, made subsequently replacing the iodine atom by a cyano group, and the sequences of reactions by adding a side chain with six carbon atoms attached at its one end a sulfonic group. The characterization of the obtained compounds was performed by spectroscopy techniques, Infrared, nuclear magnetic resonance 1H and 13C and GC-MS. These analyzes showed that the structures of the proposed monomers were achieved almost entirely. Part of this doctoral work was performed in the laboratory of the Emeritus Professor Dr. Alan Maxwell Bond at Monash University, Melbourne - Australia, such as sandwich doctorate program. The study in Australia comprised learning and application of cyclic voltammetry technique ac coupled to Fourier transform in chemical reactions studying the kinetics of 1 and 2 electron transfer, in this case, taking as an example the molecule N,N,N',N'-Tetramethyl-p-phenylenediamine, TMPD. The molecular solvents used for the study of electron transfer in the molecule TMPD were acetone and acetonitrile, and the following ionic liquids: [BMPIPTFSI], [BMIM] [TFSI], [BMIm][BF4] and [BDMIM] [TF2N]. In all the results obtained it was found the process known as internal reference, where the first electron transfer reaction in the molecule, because it is faster, can be used to compare the values of the thermodynamic and kinetic parameters obtained in the first process with the parameter values obtained in the second electron transfer process in the same molecule. / Neste trabalho foram realizadas sínteses orgânicas de monômeros derivados de poli(p-fenilenovinileno) cujo principal interesse foi a obtenção de um monômero com um anel aromático tendo ligado a ele, dois átomos de bromo (não sendo realizada essa etapa), um grupamento ciano, uma cadeia lateral com seis átomos de carbono, e um grupamento sulfônico ligado a extremidade da cadeia lateral. As sínteses foram realizadas partindo-se do composto 2,5-dimetilfenol e adicionando-se ao anel aromático um átomo de iodo, posteriormente feita a troca do átomo de iodo por um grupo ciano e nas sequências das reações adicionando-se uma cadeia lateral com seis átomos de carbono oposta ao grupo ciano e ligado na extremidade da cadeia lateral um grupo sulfônico. A caracterização dos compostos foi realizada através das técnicas, infravermelho, ressonância magnética nuclear 1H, 13C e CG-MS. Essas análises evidenciaram que as estruturas dos monômeros propostos foram alcançadas em quase sua totalidade. Parte deste trabalho de doutoramento foi realizada no laboratório do professor Emeritus Dr. Alan Maxwell Bond na Monash University em Melbourne – Austrália, como doutorado sanduíche. O estudo feito na Austrália compreendeu a aprendizagem e aplicação da técnica de voltametria cíclica ac acoplada à transformada de Fourier, estudando-se a cinética de transferência de 1 e 2 elétrons, neste caso, utilizando-se como exemplo, a molécula N,N,N′,N′-Tetramethyl-p-phenylenediamine, TMPD. Os solventes moleculares utilizados para o estudo da transferência de elétrons nesta molécula foram acetona e acetonitrila e também os seguintes líquidos iônicos: [BMPIPTFSI], [BMIM][TFSI], [BMIm][BF4] e [BDMIM][TF2N]. Em todos os resultados obtidos constatou-se o processo chamado de referência interna, onde, a primeira reação de transferência de elétrons nesta molécula, por ser mais rápida, pode ser utilizada para comparar os valores dos parâmetros termodinâmicos e cinéticos obtidos no primeiro processo de transferência de elétrons com os valores dos parâmetros obtidos no segundo processo na mesma molécula.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:37:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dhesmon Lima.pdf: 3726533 bytes, checksum: d3be37b6257d9747cd2404bc48091086 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / In this work, glassy carbon paste electrodes (GCPE) were modified with porphyran- capped gold nanoparticles (GCPE/AuNps-PFR) and applied for the determination of an anticancer drug, 5-fluorouracil (5-FU), by using differential pulse voltammetry (DPV). The PFR polysaccharide was isolated from commercial Nori seaweed, and its characterization was carried out by FTIR and 13C-NMR as well as by determining its total sugar and sulfate contents, which resulted in 82.8% and 11.9%, respectively. These experiments confirmed the chemical identity and purity of the extracted polysaccharide, which was used as reducing and capping agent to the synthesis of gold nanoparticles (AuNps-PFR). The temperature and the concentrations of AuCl4- and PFR for the AuNps-PFR synthesis were optimized by a 23 full factorial design including a central point assayed in triplicate. The smallest particles were produced with 128.7 nm by employing a temperature of 70 °C and concentrations of 2.5 mmol L-1 for AuCl4- and 0.25 mg mL-1 for PFR. The characterization of the AuNps-PFR nanocomposite was performed by UV-VIS, FTIR and DLS spectroscopies, FESEM, zeta potential and XRD. The UV-VIS spectrum showed an absorption at 524 nm (plasmon band), with no significant changes in its shape and absorption frequency for 90 days. This observation suggests that the AuNps-PFR are stable in suspension, which is in good agreement with the zeta potential of -30.5 mV obtained for the sample. The FTIR spectrum revealed that interactions between the AuNps and the PFR may exist, as a consequence of displacements in the frequency of the bands in the AuNps-PFR spectrum compared to that obtained for the PFR individually. The electrochemical characterization of the porphyran modified GCPE (GCPE/PFR) was carried out by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy in the presence of the Fe(CN)63-/4- probe, revealing that the polysaccharide had a positive effect on the electrode response, since higher current values and a lower charge transfer resistance for the electrochemical probe redox process were achieved compared to the unmodified GCPE. Even better responses were obtained after the modification of the GCPE with the synthetized AuNps-PFR, as a consequence of the high electrical conductivity and large surface area displayed by the nanocomposite. The 5-FU was oxidized on the GCPE/AuNps-PFR surface according to an irreversible, pH dependent and diffusion controlled mechanism, showing an anodic wave at +1,1 V in BR buffer solution 0.04 mol L-1. The highest current value for 5-FU determination was achieved in BR buffer with pH 8.0, by DPV; therefore, this value was chosen for the further analysis. A linear relationship was observed between the anodic peak potential and the pH of the medium with a slope of -69 mV pH-1, demonstrating that the same number of protons an electrons participate in the 5-FU oxidation mechanism. The GCPE/AuNps-PFR exhibited a linear relationship between the peak current and 5-FU concentration over the range of 29.9 to 234.0 μmol L-1, with low detection (0.66 μmol L-1) and quantification limits (2.22 μmol L-1). Besides the good sensitivity for detecting 5-FU, the modified electrode showed reproducibility, and its response was not influenced by interfering compounds such as glucose, urea, albumin, ascorbic acid, Na+ and K+, suggesting its potential application to determine 5-FU in biologic matrices. The practical utility of the developed sensor was demonstrated for the quantification of 5-FU in pharmaceutical injection sample. A good average recovery percentage of 104.0% was achieved, with an acceptable relative standard deviation of 2.25%. So, these results could confirm the promising analytical performance of the modified electrode for the electroanalysis of 5-FU in real samples. / Neste trabalho, eletrodos de pasta de carbono vítreo (EPCV) foram modificados com nanopartículas de ouro estabilizadas no polissacarídeo sulfatado porfirana (PFR) e aplicados para a determinação do agente antitumoral 5-fluorouracil (5-FU), utilizando voltametria de pulso diferencial (VPD). A PFR foi extraída a partir de alga Nori comercial, e sua caracterização foi realizada por FTIR, RMN-13C e pela determinação dos teores de carboidratos totais e de grupos SO42-, os quais resultaram em 82,8% e 11,9%, respectivamente. Tais experimentos confirmaram a pureza e a identidade química do polissacarídeo extraído, que foi empregado como agente redutor e estabilizante para a síntese de nanopartículas de ouro (AuNps-PFR). A temperatura, a concentração do precursor AuCl4- e a concentração de PFR empregadas para a síntese das AuNps-PFR foram otimizadas por meio de um planejamento fatorial 23 com triplicata no ponto central. Um menor tamanho de partícula (128,7 nm) foi alcançado ao se empregar uma temperatura de 70 °C e concentrações de AuCl4- e PFR iguais a 2,5 mmol L-1 e 0,25 mg mL-1, respectivamente. As AuNps-PFR obtidas foram caracterizadas pelas espectroscopias UV-VIS, FTIR e DLS, MEV-FEG, potencial zeta e DRX. O espectro de UV-VIS mostrou uma banda em 524 nm (banda plasmon), que não apresentou variações significativas na forma e frequência de absorção durante 90 dias. Tais observações sugeriram que as AuNps-PFR são estáveis em suspensão, o que corrobora com o potencial zeta de -30,5 mV obtido para a mesma. O espectro de FTIR evidenciou a existência de interações entre as AuNps e a PFR, devido a deslocamentos das bandas apresentadas no espectro das AuNps-PFR em relação ao obtido para a PFR. A caracterização eletroquímica do EPCV/PFR, realizada por voltametria cíclica (VC) e espectroscopia de impedância eletroquímica em meio da sonda Fe(CN)63-/4-, evidenciou que o polissacarídeo conferiu aos eletrodos maiores valores de corrente e menor resistência à transferência de carga para o processo redox da sonda eletroquímica em comparação aos eletrodos não modificados. Respostas de corrente ainda maiores foram obtidas ao se empregar o EPCV/AuNps-PFR, como uma consequência da elevada condutividade e alta área superficial apresentada pelas nanopartículas. Por VC, verificou-se que o 5-FU foi oxidado irreversivelmente na superfície do EPCV/AuNps-PFR segundo um mecanismo dependente do pH e controlado por difusão, apresentando um processo anódico em +1,1 V em tampão BR 0,04 mol L-1. O pH do tampão BR para a determinação de 5-FU foi otimizado por VPD, tendo-se observado um máximo de corrente em pH 8,0, valor empregado para a obtenção das curvas analíticas. A relação linear observada entre o potencial de pico e o pH do meio com inclinação de -69,0 mV pH-1 evidenciou que o mesmo número de prótons e elétrons estão envolvidos no processo de oxidação. O EPCV/AuNps-PFR apresentou linearidade de resposta na faixa de 29,9 a 234,0 μmol L-1 de 5-FU, com limites de detecção e de quantificação iguais a 0,66 e 2,22 μmol L-1, respectivamente. Além da boa sensibilidade ao 5-FU, o EPCV/AuNps-PFR apresentou reprodutibilidade de resposta, e não sofreu interferência significativa de compostos como glicose, ácido ascórbico, ureia, albumina e íons Na+ e K+, sugerindo sua potencial aplicação para a determinação de 5-FU em matrizes biológicas. O eletrodo modificado foi aplicado para a quantificação do 5-FU em formulação farmacêutica comercial injetável, tendo-se obtido uma porcentagem média de recuperação igual a 104,0, com desvio padrão relativo dentro dos limites aceitáveis (2,25%). Confirma-se, deste modo, o bom desempenho analítico do sensor e da metodologia voltamétrica desenvolvida para a eletroanálise do 5-FU em amostras reais.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:37:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Introducao.pdf: 4076807 bytes, checksum: 48a9024758e4ef8be57c1dc1d440a82c (MD5) Previous issue date: 2008-03-13 / In this work was developed a methodology for incorporation of platinum particles to carbon black matrices called Eeonomers (Kp0; Kp20 and Kpy20). The characterization of modified materials Kp0/Pt; Kp20/Pt and Kpy20/Pt was performed by SEM / EDX; XRD; TEM and Cyclic Voltammetry (VC). Measures of the SEM coupled to EDX showed that the platinum particles were homogeneous distributed in the carbon matrix. Meanwhile, the average size of nanoparticles were estimated between 3 and 7 nm through calculations with the application of the Scherrer’s equation and were confirmed by MET measurements. The VC confirmed the incorporation of particles by the increase of faradaics current in negative and positive extremes of the potencial scan range assigned to the generation of oxygen and hydrogen due to the presence of platinum incorporated to the modified materials. These modified materials were used in the production of electrodes and were applied in electroanalysis used for determination of dopamine and for oxidation of methanol. The electrodes modified with platinum (EPC/Kp0/Pt, EPC/Kp20/Pt e EPC/Kpy20/Pt) showed no effects of electrooxidation for dopamine, as was expected and therefore, did not justify a modification of the material due to the high cost of platinum. Nevertheless, the electrodes of Kp0/Pt and Kp20/Pt were efficient in electrooxidation of methanol in all concentrations and can be used to replace the smooth platinum, since it increased the number of available active sites even in smaller concentrations investigated. This surface area of available platinum in the modified electrodes was calculated by the difference of integrals of the first and second cycles during the process of cyclical scanning in measures of CO adsorbed considering a load of platinum smooth at 484 μ C.cm2. Key words: Carbon black, Eeonomers, carbon paste electrodes, Cyclic Voltammetry / Neste trabalho desenvolveu-se uma metodologia para incorporação de partículas de platina a matrizes de negro de fumo denominadas de Eeonômeros (Kp0; Kp20 e Kpy20). A caracterização dos materiais modificados Kp0/Pt; Kp20/Pt e Kpy20/Pt foi realizada por MEV/EDX; DRX; MET e Voltametria Cíclica (VC). As medidas de MEV acopladas a EDX mostraram que as partículas de platina estavam distribuídas de forma homogênea na matriz orgânica. Já os tamanhos médios das nanopartículas foram estimados entre 3 e 7 nm através de cálculos com a aplicação da equação de Scherrer e confirmados pelas medidas de MET. A VC confirmou a incorporação das partículas pelo aumento das correntes faradaicas nos extremos negativos e positivos devido à geração de oxigênio e hidrogênio atribuídos à presença da platina incorporada aos materiais modificados. Estes materiais modificados foram utilizados na produção de eletrodos e aplicados em eletroanálise através da técnica de VC e utilizados para determinação da dopamina e oxidação do metanol. Os eletrodos modificados com platina (EPC/Kp0/Pt, EPC/Kp20/Pt e EPC/Kpy20/Pt) não apresentaram efeitos de eletrooxidação para a dopamina como era esperado e, portanto não justificaram a modificação do material devido ao alto custo da platina. Entretanto, os eletrodos de EPC/Kp0/Pt e EPC/Kp20/Pt mostraram-se eficientes na eletrooxidação do metanol em todas as concentrações e podem ser utilizados em substituição à platina lisa, pois, aumentaram o número de sítios ativos disponíveis mesmo nas menores concentrações investigadas. Esta área superficial de platina disponível nos eletrodos modificados foi calculada pela diferença das integrais do primeiro e segundo ciclos durante processo de varredura cíclica nas medidas de CO adsorvido considerando-se uma carga de platina lisa de 484μC.cm2.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:37:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VagnerSantos.pdf: 4155066 bytes, checksum: ae50f41570dc02ffdf10ee8ee6a584a7 (MD5) Previous issue date: 2009-03-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work describes the preparation of platinum nanoparticles using the inorganic polymer 3-n-propylpyridine sylsesquioxane chloride (SiPy+Cl-) as nanoreator and stabilizer. The system comprising the metallic nanoparticle and the SiPy+Cl- (called hybrid Pt-SiPy+Cl-) was obtained by chemical reduction of H2PtCl6 in the presence of SiPy+Cl-, using formic acid as reducing agent. The formation of platinum nanoparticles was monitored by UV-vis spectroscopy by measuring the decrease in the intensity of the band in ca. 375 nm attributed to the electronic absorption of PtCl6 -2 ions. The average size of the nanoparticles was determined by transmission electron microscopy (TEM) and is between 3 and 40 nm. The hybrid Pt-SiPy+Cl- was used as a polycation in the preparation of layer-by-layer (LbL) films on FTO substrate (tin oxide doped with fluorine), alone, or being alternated with polyanion polyvinylsulphonic acid (PVS). Measurements of cyclic voltammetry obtained from prepared films confirmed the incorporation of metallic platinum in the polymer SiPy+Cl-, as can be seen by the adsorption and desorption of hydrogen in potential regions characteristics for platinum. The electrodes containing LbL films of Pt-SiPy+Cl-/PVS and PVS/Pt-SiPy+Cl- were tested as catalyst for dopamine (DA) oxidation at different concentrations (1.0x10-6 mol L-1 to 2.17x10-3 mol L-1). The film containing 12 LbL bilayers of PVS/Pt-SiPy+Clpresented the greater homogeneity in the distribution of material on substrate, as determined by atomic force microscopy (AFM). The former also has the better response for the electrochemical determination of DA in concentrations lower than 1.0x10-5 mol L-1 (greater sensitivity) when compared to electrodes made of: a LbL film containing only the hybrid, a platinum plate and a FTO plate. Moreover, the limit of detection (LOD) for DA using the LbL film containing 12 bilayers of PVS/Pt-SiPy+Cl- was in the order of 1.0x10-5 mol L-1, while the other electrodes showed higher values. These results indicate that the application of this electrode formed by LbL films illustrate a new material for DA electrochemical detection, generating the possibility of replacing the conventional platinum electrodes. Moreover, in the future, there is the possibility of the application of this LbL film electrode as a sensor for in vivo DA detection. / Este trabalho descreve a preparação de nanopartículas de platina utilizando o polímero inorgânico cloreto de 3-n-propilpiridínio silsesquioxano (SiPy+Cl-) como nanoreator e estabilizante. O sistema composto pela nanopartícula metálica e o SiPy+Cl- (chamado de híbrido Pt-SiPy+Cl-) foi obtido via redução química do H2PtCl6 na presença de SiPy+Cl-, usando ácido fórmico como agente redutor. A formação das nanopartículas de platina foi monitorada por espectroscopia de UVvis medindo-se o decréscimo da intensidade da banda de 375 nm atribuída à absorção eletrônica dos íons PtCl6 -2. O tamanho médio das nanopartículas foi determinado por medidas de microscopia eletrônica de transmissão (MET) e estão entre 3 e 40 nm. O híbrido Pt-SiPy+Cl- foi utilizado como um policátion na preparação de filmes automontados sobre substrato FTO (óxido de estanho dopado com flúor) por meio da técnica Layer-by-Layer (LbL), sozinho, ou sendo alternado com o poliânion ácido polivinilsulfônico (PVS). Medidas de voltametria cíclica obtidas a partir dos filmes preparados confirmaram a incorporação de platina metálica no interior do polímero SiPy+Cl-, já que se pode observar o processo de adsorção e dessorção do hidrogênio em regiões de potencial características da platina. Os eletrodos formados com filmes automontados de Pt-SiPy+Cl-/PVS e PVS/Pt-SiPy+Cl- foram testados como catalisador para a oxidação da dopamina (DA) em diferentes concentrações (1,0x10-6 mol.L-1 a 2,17x10-3 mol.L-1). O filme LbL contendo 12 bicamadas de PVS/Pt-SiPy+Cl- foi o que apresentou uma melhor homogeneidade na distribuição do material sobre o substrato, conforme determinado por medidas de microscopia de força atômica (AFM). Este último, também foi o que apresentou uma melhor reposta eletroquímica na eterminação de DA em concentrações abaixo de 1,0x10-5 molL-1 (maior sensibilidade) em relação aos eletrodos constituídos por: um filme LbL formado apenas com o híbrido, uma placa de platina e uma placa de FTO. Além disso, o limite de detecção (LOD) para a DA utilizando o filme LbL contendo 12 bicamadas de PVS/Pt-SiPy+Cl- foi da ordem de 1,0x10-5 mol L-1, enquanto que os demais eletrodos apresentaram valores maiores. Estes resultados indicam que a aplicação desse eletrodo, formado por filmes LbL, mostram um novo material para detecção eletroquímica da DA criando a possibilidade de substituir os eletrodos convencionais de platina. Além da possibilidade, no futuro, da aplicação dos eletrodos LbL nas detecções de dopamina in vivo.