Moléculas de L-cisteína (CSH) e L-glutationa (GSH) foram ancoradas na superfície de eletrodos de ouro, previamente modificados com uma camada autoarranjada de ácido 3-mercaptopropiônico (MPA). Esta arquitetura molecular foi importante para preservar a atividade redox dos grupos tiólicos da CSH e GSH na interface eletrodo/solução. A identificação do par redox R-S-S-R/R-SH, bem como a determinação do pKa dos grupos -SH superficiais, foram efetuadas usando voltametria cíclica em soluções de eletrólito em diferentes pH contedo ferricianeto de potássio. A presença dos grupos -SH e -S-S- na superfície dos eletrodos modificados foi ainda confirmada por Espectroscopia Raman de Superfície. Determinaram-se as constantes de velocidade de transferência de carga do processo quase reversível R-S-S-R / R-SH. Estes eletrodos modificados apresentaram resposta eletrocatalítica para a redução de espécies reativas de oxigênio (ROS), como peróxido de hidrogênio e para a oxidação de compostos com atividade antioxidante como a quercetina. Demonstrou-se que a presença de íons Cu2+ na superfície destes eletrodos é capaz de deslocar o equilíbrio do par R-SS-R/R-SH, no sentido oxidativo. Métodos de quantificação para estes compostos foram desenvolvidos por amperometria hidrodinâmica e voltametria cíclica. / L-cysteine molecules (CSH) and L-glutathione (GSH) were anchored on the surface of gold electrodes, previously modified with a self assembled monolayer of 3-mercaptopropionic acid (MPA). This molecular architecture was important to preserve the redox properties of the thiol groups of CSH and GSH in the interface electrode / solution. The identification of the redox couple RSSR / R-SH and the determination of the pKa of -SH groups surface were made using cyclic voltammetry in electrolyte solutions at different pH contents potassium ferricyanide. The presence of the -SH and -SS- modified electrode surface was further confirmed by Raman spectroscopy of surface. It was determined the rate constants of direct electron transfer of quasi-reversible coupled R-SS-R/R-SH. The modified electrodes showed electrocatalytic response to the reduction of reactive oxygen species (ROS) such as hydrogen peroxide and the oxidation of compounds with antioxidant activity such as quercetin. It was demonstrated that presence of Cu2+ ions on the electrode surface can shift the equilibrium of the RSSR/R-SH redox coupled into oxidative direction. Hydrogen peroxide and Quercetin were detected at these modified electrodes using amperometry and hydrodynamic cyclic voltammetry.

Esta dissertação descreve o desenvolvimento de uma metodologia de determinação de Cu(II), Pb(II), Cd(II) e Zn(II) em amostras ambientais por voltametria de redissolução anódica (ASV) automatizada com sistema de Análise por Injeção Sequencial (SIA). Sensores impressos com o eletrodo de trabalho de filme fino de mercúrio foram utilizados em uma cela de fluxo. As determinações foram feitas por adição de padrão, com o sistema SIA fazendo a diluição em linha da solução padrão de referência e formando na bobina coletora e auxiliar um segmento contendo as zonas de amostra, solução padrão e solução de diluição. A concentração do padrão preparada nesse segmento gerou um sinal de corrente indistinguível do sinal gerado por uma solução padrão de mesma concentração preparada em batelada em balão volumétrico. Os limites de quantificação e detecção foram da ordem de µg L-1, comparáveis à de técnicas de espectrometria atômica com detecção óptica, cujos custos instrumentais e de manutenção são significativamente maiores. Com o sistema proposto os limites de quantificação e detecção podem ser aumentados ou diminuídos pela simples alteração dos parâmetros como vazão e número de reversões de fluxo, bem como o tempo de deposição no potenciostato. Os limites de detecção e quantificação foram, respectivamente, de 1,3 e 4,3 µg L-1 para o Cu(II), 1,4 e 4,6 µg L-1 para o Pb(II), 0,6 e 1,8 µg L-1 para o Cd(II) e 4,2 e 14 µg L-1 para o Zn(II). Esses limites de detecção e quantificação foram obtidos quando o método funcionou com volume de amostra de 1000 µL, vazão de 10 µL s-1 (durante a etapa de deposição), e utilizando 3 reversões de fluxo (volume de reversão = 950 µL), totalizando um tempo de deposição de 315 segundos. O potenciostato, trabalhando sincronicamente com o sistema SIA operou com potencial de condicionamento de -0,1 V vs. pseudo referência de Ag (100 s), potencial de deposição de -1,0 V para Cu(II), Pb(II) e Cd(II) e de -1,3 V para Zn(II) (315 s), frequência de onda quadrada de 100 Hz, incremento de potencial de 6 mV e altura de pulso de 40 mV. Para determinação de Zn(II) foi necessário depositar Ga0 no eletrodo de trabalho e evitar a formação do intermetálico de Zn0 com Cu0. Estudos de interferentes não apontaram desvios significativos em interferentes aniônicos e catiônicos, mas apresentaram desvios significativos na presença de ácidos húmicos e ácidos fúlvicos. A exatidão do método foi avaliada por estudos de adição e recuperação em amostra de água que resultaram taxas de recuperação próximas de 100%. A exatidão também foi avaliada pelas porcentagens de recuperação das concentrações dos metais da amostra certificada de sedimento CRM-701 submetido ao processo de extração sequencial BCR®. As concentrações obtidas foram testadas pelo teste t de Student, mostrando que os desvios dos valores obtidos em relação aos valores certificados não sugerem a existência de diferenças estatísitcamente significativas. / This dissertation describes the development of a methodology for determination of Cu(II), Pb(II), Cd(II) and Zn(II) in environmental samples by anodic stripping voltammetry (ASV) automated by Sequential Injection Analysis (SIA). Screen printed thin mercury film sensors were used as working electrode in a flow cell. The determinations were made by standard addition, with the SIA system performing the inline dilution of the reference standard solution and forming a segment inside the holding coil containing zones of sample, standard and dilution solutions. The concentration of the standard prepared in this segment generated a current signal undistinguishable from the signal generated by a standard solution of the same concentration prepared manually in a volumetric flask. The limits of quantification and detection were at the level of µg L-1, comparable to those of atomic spectrometry techniques with optic detection, whose instrumental and maintenance costs are significantly higher. With the proposed system the limits of quantification and detection can be increased or lowered by simple change of parameters such as flow rate and number of flow reversals, as well as the deposition time at the potenciostat. The limits of detection and quantification were, respectively, 1.3 and 4.3 µg L-1 for Cu(II), 1.4 and 4.6 µg L-1 for Pb(II), 0.6 and 1.8 µg L-1 for Cd(II) and 4.2 and 14 µg L-1 for Zn(II). These limits of detection and quantification were obtained for a sample volume of 1000 µL, flow rate of 10 µL s-1 (during the deposition step), and utilizing 3 flow reversals (volume of reversion = 950 µL) totalizing a deposition time of 315 seconds. The potentiostat worked synchronically with the SIA system performing a conditioning potential of -0,1 V vs pseudo reference of Ag (100 s), deposition potential of -1,0 V for Cu(II), Pb(II) and Cd(II) or -1,3 V for Zn(II) (315 s), square wave frequency of 100 Hz, potential step of 6 mV and pulse height of 40 mV. For determination of Zn(II), deposition of Ga0 on the working electrode was necessary to avoid the formation of intermetallic between Zn0 and Cu0. Studies of interference did not point significant deviation for anionic and ionic potentially interfering substances, but exhibited significant deviations in the presence of humic and fulvic acids. The accuracy of the method was assessed by spike and recovery experiments in a water sample that resulted recovery rates near of 100%. The accuracy was also assessed by percentages of recovery of concentrations of metals in the certified sediment sample CRM-701 undergoing the sequential extraction procedure of BCR®. The concentrations obtained were tested by test t of Student, showing that the deviations of the obtained values don´t suggest the occurrence of statistically significant differences

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NathaliaCVN_DISSERT.pdf: 2020842 bytes, checksum: efcd9ca5e5cfd7d63412f72c80546c39 (MD5) Previous issue date: 2013-07-31 / In this paper, the technique of differential pulse voltammetry (DPV) has been studied for monitoring the concentration of oxalic acid (OA) during their electrochemical oxidation (EO) in acidic medium using platinum anode supported on titanium (Ti / Pt). The DPV was standardized and optimized using a glassy carbon electrode modified with cysteine. The modification with cysteine was developed electrochemically, forming a polymeric film on the surface of the glassy carbon electrode. The formation of the polymer film was confirmed by analysis of scanning electron microscope and atomic force microscope, confirming the modification of the electrode. The electrochemical degradation was developed using different current densities 10, 20 30 and 40 mA cm -2 electrode with Ti / Pt observing the degradation of oxalic acid, and monitored using the method of KMnO4 titration. However, the analyzes with DPV showed the same behavior elimination of oxalic acid titration. Compared with the titration method classical observed and DPV could be a good fit, confidence limits of detection and confirming the applicability of the technique electroanalytical for monitoring the degradation of oxalic acid / No presente trabalho, a t?cnica de voltametria de pulso diferencial (DPV) foi estudada para o monitoramento da concentra??o de ?cido ox?lico (OA) durante a sua oxida??o eletroqu?mica (EO) em meio ?cido utilizando o ?nodo de platina suportada em tit?nio (Ti/Pt). A t?cnica de DPV foi padronizada e otimizada usando um eletrodo de carbono v?treo modificado com ciste?na. A modifica??o com ciste?na foi desenvolvida eletroquimicamente, formando um filme polim?rico na superf?cie do eletrodo de carbono v?treo. A forma??o do filme polim?rico foi confirmada por an?lise de Microsc?pio Eletr?nico de Varredura e Microsc?pio de For?a At?mica, confirmando a modifica??o na superf?cie do eletrodo. A degrada??o eletroqu?mica foi desenvolvida usando diferentes densidades de corrente, 10, 20 e 30 mA cm-? com eletrodo de Ti/Pt, observando a degrada??o do ?cido ox?lico, sendo monitorado empregando a metodologia de titula??o com KmnO4. No entanto, as an?lises com DPV mostraram o mesmo comportamento de elimina??o do acido ox?lico, observado com a titula??o. Comparado com o m?todo de titula??o cl?ssica e DPV conseguiu-se um bom ajuste, intervalos de confian?a e limites de detec??o confirmando a aplicabilidade da t?cnica eletroanal?tica para o monitoramento da degrada??o de ?cido ox?lico

[pt] No presente trabalho foram desenvolvidas duas metodologias analíticas para a determinação de talidomida, um composto de reconhecida importância farmacológica. As metodologias espectrofluorimétrica e voltamétrica desenvolvidas foram comparadas em termos de desempenho analítico.As características fluorescentes e eletroquímicas da talidomida foram estudadas para que se encontrassem condições experimentais que fornecessem máximo sinal fluorescente do analito em solução na temperatura ambiente e possibilidade de pré-concentração do analito no eletrodo de mercúrio.Nas condições experimentais otimizadas para a talidomida, limites de detecção compreendidos entre 10-6 e 10-9 g L-1 foram obtidos para o método espectrofluorimétrico e voltamétrico, respectivamente. Faixas lineares dinâmicas entre 2 e 4 ordens de grandeza foram alcançadas dependendo do método e do interferente presente na amostra. Esses parâmetros de mérito se mostraram adequados para o problema proposto. O possível efeito interferente de substâncias geralmente usadas em associação com o analito foi estudado, e estratégias para minimização das interferências foram desenvolvidas. Enquanto a tetraciclina não interferiu no método espectrofluorimétrico, o uso combinado de meio ácido e irradiação UV da amostra foi necessária para permitir a quantificação do analito em presença de sulfanilamida. Na voltametria, as interferências da tetraciclina e da sulfanilamida puderam ser compensadas pelo uso da quantificação pelo método de adição do analito. Nas determinações dos fluídos biológicos, o uso da extração em coluna de sílica C18 mostrou-se bastante eficiente na separação do analito dos interferentes da matriz para o método espectrofluorimétrico e para o voltamétrico, no caso do soro sangüíneo. Para a urina, apenas a clarificação da amostra com sulfato de amônio foi suficiente no caso da determinação voltamétrica.Os métodos desenvolvidos foram testados na dosagem de talidomida presente em uma formulação comercial e em amostras de urina e soro sangüíneo enriquecidas com o analito. Para tal, utilizaram-se os procedimentos de curva de calibração (espectrofluorimetria) e método da adição do analito (voltametria). Em todos os casos, as recuperações obtidas estiveram compreendidas na faixa de 96,5 a 107,6 %, dentro da faixa de recuperação estabelecida pela Farmacopéia dos Estados Unidos da América. / [en] In the present work two analytical methodologies were developed aiming the determination of thalidomide, an important pharmacological compound. The developed spectrofluorimetric and the voltammetric based analytical methodologies were compared in terms of analytical performance. The thalidomide fluorescent and the electrochemical characteristics were studied in order to find experimental conditions for maximum fluorescence in solution and at room temperature and to allow analyte pre- concentration on the mercury electrode. Using the optimized experimental conditions, limits of detection between 10-6 to 10-9 g L-1 were achieved respectively for the spectrofluorimetric method and for the voltammetric method. Dynamic linear ranges between 2 and 4 orders of magnitude were obtained depending on the method utilized and the interferent substances present in the sample. Those parameters of merit were suitable for this proposed analytical problem. The potential interference effect from substances usually used in association with thalidomide, were studied and strategies for the minimization of such interferences were developed. While no interference in the spectrofluorimetric method was observed for tetracycline, the combined use of acidic medium and UV irradiation of the samples was necessary to allow the analyte determination in the presence of sulfanilamide. For the voltammetric method, interferences from tetracycline and sulfanilamide could be compensated by quantifying thalidomide using the analyte addition method. For the determination in biological fluids, the use a solid-liquid extraction on a C18 column was found to be very effective for the analyte separation and elimination of matrix interferences for the spectrofluorimetric method and for the voltammetric method developed for blood serum. For urine samples, a clean-up step using ammonium sulfate was found to be sufficient for the voltammetric determination of thalidomide. The developed methodologies were tested by determining the thalidomide content in a commercial pharmaceutical formulation and in analyte spiked biological fluids using calibration curves (spectrofluorimetric) and analyte addition method (voltammetric). In all cases, the recoveries were between the 96,5 and 107,6 %, within the recovery range considered adequate according to the United States Pharmacopoeia.

A eletroforese capilar (CE) é uma técnica de separação eficiente, que tem merecido grande atenção nas últimas duas décadas, e que oferece soluções analíticas alternativas ou complementares à cromatografia líquida num número crescente campos de aplicação, incluindo análises de fármacos, compostos biológicos e biogênicos, dentre outros. Entre as vantagens comparativas da técnica figuram separações mais rápidas com pequeno dispêndio de amostras, solução tampão (e solvente orgânico, se usado), baixo custo de operação e manutenção. Todavia, a exigüidade de amostra no capilar tem como reflexo, via de regra, limites de detecção menos favoráveis que os da HPLC, uma limitação significativa na análise de traços, suplantável por técnicas e procedimentos de extração/acumulação prévia dos analitos. Nesta tese concebeu-se e implementou-se a combinação inédita entre a CE e a préconcentração eletroquímica de metais. Novos dispositivos para extração líquido/gás/líquido mediada por membranas microporosas também foram propostos e aplicados à analise de aminas voláteis, sempre utilizando detector de condutância medida sem contato direto com a solução (C4D, contactless capacitively coupled conductivity detection). Primeiramente, sem recorrer à preconcentração, definiu-se condições de análise para 16 aminas (metilamina, dimetilamina, trimetilamina, propilamina, n-butilamina, s-butilamina, t-butilamina, hexilamina, DMAE, etanolamina, dietanolamina, trietanolamina, 1,3-diaminopropano, 1,4-diaminobutano, 1,5-diaminopentano e 1,6-diaminohexano) juntamente com íon amônio, e, para análise de 9 metais (TI++, Cd2+, Pb2+,Cr3+, Zn2+, Ag+, Cu2+, Co2+ e Ni2+). Um método completo para análise de dimetilaminoetanol em formulações cosméticas por CE-C4D foi desenvolvido e validado. Os estudos de extração e pré-concentração líquido/gás/líquido foram realizados utilizando filamento oco de Oxyphan preenchido com solução coletora. Foi construída cela para extração gasosa constituída de recipiente fechado no qual se introduz amostra com analitos voláteis, ou volatilizáveis pela adição de reagente e/ou aquecimento (pervaporação). A bobina coletora de filamento oco preenchido com solução coletora foi montada na parte interna da tampa da cela. Testes realizados com amostras de tecidos de peixe demonstraram o funcionamento do sistema, que poderá ser aperfeiçoado e aplicado, por exemplo, à análise de aminas biogênicas primárias de baixo peso molecular, indicadoras de decomposição de certos alimentos. Criou-se também extrator microvolumétrico em que o filamento de Oxyphan é montado concentricamente no interior de um capilar de sílica fundida, para realização de estudos de extração líquido/gás/líquido em fluxo. Um sistema em fluxo compreendendo válvulas e microbombas foi montado e colocado sob controle de um programa de computador (Labview), que, entre outras funções, controla o deslocamento da solução coletora exposta no filamento oco (13 µL) até o ponto exato da interface em que se dá a injeção no capilar da CE. Pela primeira vez recorreu-se à acumulação eletroquímica (ECPC) de analitos num sistema FIA-CE-C4D - uma configuração baseada inteiramente na eletroquímica -, visando expandir os limites de detecção das determinações e eliminar interferência de matriz por troca de meio. Implementou-se a pré-concentração catódica seguida de redissolução anódica com uma célula eletroquímica especial, em que o capilar da eletroforese é posicionado junto ao eletrodo de trabalho, feito de ouro obtido a partir de CD\'s graváveis. Uma célula microfluídica ECPC-FIA-CE-C4D também foi construída. Tomando íons Cu2+ como sistema modelo, demonstrou-se o aumento do sinal referente aos íons cobre(lI) no eletroferograma para tempos crescentes de acumulação eletroquímica. Para a solução de alto teor salino contendo mistura dos íons Cd(II), Pb(II), Zn(lI) e Cu(II), comprovou-se a eliminação da interferência da matriz por troca de meio antes da redissolução anódica. Os testes iniciais indicam que os novos dispositivos e sistemas propostos nesta tese para uso em conjunto com a CE têm potencialidade para desencadear novas pesquisas, desenvolvimento de métodos e aplicações, sendo passíveis também de miniaturização e automação. / Capillary electrophoresis (CE) is an efficient separation technique that evolved rapidly in the last couple of decades, now offering complementary or alternative analytical solutions to liquid chromatography for an expanding number of application fields including drugs, biological and biogenic compounds. Some comparative advantages of CE are faster separation, very low consumption of buffer solutions and samples (and organic solvents, if any), lower maintenance and operational costs. However, the quantification of a few nanoliters of analyte in a capillary, as a rule, compromises the detection limits attainable by HPLC, a shortcomming in trace analysis, suplantable by extraction/preconcentration of the analytes from the sample. The combination of electrochemical preconcentration (ECPC) with CE is first proposed in this thesis and tested with metal ions. New devices for liquid/gas/liquid extraction based on microporous filaments filled with a collector solution were proposed and applied to the analysis of volatile amines, The detector of choice was the C4D (capacitively coupled contactless conductivity detection) and CE-C4D working conditions were defined for the separation and determination of: i) 16 amines (methylamine, dimethylamine, trimethylamine, propylamine, n-butylamine, s-butylamine, t-butylamine, hexilamine, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, DMAE, 1,3-diaminopropane, 1,4- diaminobutane, 1,5-diaminopentane and 1,6-diaminohexane) plus ammonium, ii) nine metallic ions (Tl+, Cd2+, Pb2+, Cr3+ Zn2+, Ag+, Cu2+, Co2+ e Ni2+). A complete method of analysis for Dimethyl-amino-ethanol (DMAE) in cosmetic formulations was established and validated. Liquid/gas/liquid extraction studies were based on the use of a polypropylene microporous filment (Oxyphan® ) filled with the collection solution. A closed cell was devised in which an Oxyphan® coil is installed beneath the cap and volatilization of sample components can be promoted by heating (pervaporation) or addition of a reactant. The device was successfully tested with fish samples by the detection of primary low molecular weight biogenic amines, a procedure of special interest in fast checking of fish or other foods for decomposition. A microvolumetric version of the liquid/gas/liquid extractor was created with an Oxyphan® hollow fiber mounted concentrically inside a silica capillary. A flow system comprising the micropumps, solenoid valves and the microextrator was designed, automatically operated under software control (Labview). This FIA-CE system was tested by the extraction/enrichment of volatile amines in the collecting solution (13 µL) followed by accurate displacement to the interface with the CE capillary by the micropumps. Pioneering work with ECPC-FIA-CE-C4D an all-electrochemical system was conducted in this thesis aiming expanded detection limits and matrix effect reduction. An electrochemical cell for the interface with FIA-CE system was built in acrylic using gold electrodes made from gold-sputtered CD-Rs. A microfluidic version of the cell interfaced with the CE capillary was also conceived. The full system was evaluated by using Cu2+ as a model specie; an increase in analytical signal was observed as a function of the cathodic deposition time before stripping. For a mixture of Cd2+, Cu2+, Zn2+ and Pb2+ in a high saline media, elimination of the matrix interference by medium exchange before stripping was demonstrated. Initial favorable evaluations show that the devices and systems proposed in 12 the thesis have the potential to engender further research of methods and applications as well as miniaturization and automation of procedures.

A citricultura, introduzida no Brasil na época da colonização e explorada comercialmente a partir dos anos 30 do século passado, é um setor de grande importância para o agronegócio brasileiro. Atualmente, o Brasil detém 50% da produção mundial de laranja e cerca de 85% de toda exportação mundial, representando uma captação de divisas de cerca de 2,5 bilhões de dólares por ano, devido principalmente à exportação do suco de laranja. Apesar do suco ser o principal produto de exportação da citricultura, vários subprodutos com valor comercial são obtidos durante seu processo de produção, tais como os óleos essenciais cítricos. Esses subprodutos localizam-se na casca da fruta e são obtidos durante o processo de extração do suco de laranja por prensagem a frio. Devido ao uso intensivo de pesticidas na citricultura e que muitas vezes se acumula na casca da fruta é comum à obtenção de óleos essenciais com resíduos de pesticidas, o que reduz seu preço de mercado internacional e limita sua inserção em mercados exigentes como o Europeu, Japonês e Americano, por exemplo. Este trabalho propõe o desenvolvimento de metodologias eletroanalíticas para a determinação de alguns pesticidas amplamente utilizados na citricultura brasileira e que têm sido encontrados nos óleos essenciais produzidos pelas indústrias de processamento. Inicialmente, foram realizados testes para avaliação da eletroatividade de três pesticidas (piridafention, cihexatina e bromopropilato) amplamente utilizados no Brasil, mas que são proibidos na maioria dos países importadores, sendo, portanto, de importância estratégica. Utilizando-se a técnica de voltametria cíclica verificou-se que o piridafention apresenta resposta sobre o eletrodo compósito de grafite-poliuretana (GPU), a cihexatina apresentou eletroatividade sobre o eletrodo de filme de bismuto e o bromopropilato não foi eletroativo nas superfícies eletródicas testadas. Varreduras realizadas com voltametria cíclica mostraram que o piridafention apresenta um pico de redução em -0,80 V (vs. EECS) sobre eletrodo compósito de GPU em meio ácido (tampão Britton-Robinson 0,1 mol L-1) com características de processo irreversível. Em seguida, desenvolveu-se uma metodologia eletroanalítica, utilizando a técnica de voltametria de onda quadrada (SWV), com a otimização do pH da solução (1,0) e demais parâmetros da SWV como a frequência (80 s-1), amplitude do pulso (50 mV) e incremento de varredura (ΔEi = 5 mV). Curvas analíticas foram obtidas no intervalo de 1,46 a 17,1 µmol L-1, apresentando boa linearidade, com coeficiente de determinação (r2) de 0,998. Os limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ) obtidos foram de 0,27 µmol L-1 e 0,92 µmol L-1, respectivamente. A precisão da metodologia desenvolvida foi avaliada por meio da repetibilidade e a reprodutibilidade e a exatidão determinada pelo erro relativo. Os testes de recuperação realizados pelo método de adição de padrão forneceram valores de 98%. A metodologia eletroanalítica desenvolvida para determinação do piridafention foi aplicada em amostras de óleo essencial de laranja, contaminadas com três níveis de concentração 1,5, 2,9 e 5,9 µmol L-1. Foram avaliados quatro procedimentos de extração líquido-líquido, utilizando água Milli-Q como extrator: i) agitação manual da mistura (10 mL de óleo e 10 mL de água) por 4 minutos com repetição do procedimento por 3 vezes; ii) agitação magnética da mistura (5 mL de óleo e 50 mL de água) por 20 minutos em uma única etapa, à temperatura ambiente; iii) agitação magnética da mistura (5 mL de óleo e 50 mL de água) por 20 minutos em uma única etapa, à temperatura de 45°C; iv) agitação da mistura em mesa orbital com tempo de agitação variando de 5 até 180 minutos. Os melhores resultados foram obtidos com o procedimento utilizando a agitação por mesa orbital (iv), sendo recomendado, portanto, para extração do piridafention em amostras de óleo essencial de laranja. No caso da cihexatina, os testes realizados visando à determinação de uma metodologia eletroanalítica mostraram uma baixa reprodutibilidade do eletrodo filme de bismuto inviabilizando a sua aplicação na eletroanálise da cihexatina. Entretanto, devido à importância da cihexatina e do bromopropilato recomenda-se a realização de mais estudos eletroquímicos com o objetivo de se estabelecer novos métodos de análise. / The citrus production introduced in Brazil during the colonization period and commercially exploited since 1930, is very important for the Brazilian agribusiness. Currently, Brazil is responsible for 50% of the total world citrus production and for about 85% of the citrus world exportation trade, representing an income of about 2.5 billion dollars for the country yearly. The orange juice is the major product of the citrus industry, but other commercially valuable byproducts can be obtained during the manufacturing process, such as the citrus essential oils. These byproduct, located at the orange fruit exocarp, are extracted during the juice production process by cold pressing. Due to the use of pesticides in the citrus production, these agrochemicals can be occasionally presented in extracted essential oil products as unwished residues, which significantly reduce their values in the international market and restrict their insertion in exigent markets as the European, Japanese and North American, for instance. This study aim to develop electroanalytical methodologies for the determination of some pesticides widely employed in the Brazilian citrus production and that has been found in the essential oils produced by the processing industries. Preliminar tests were conducted to evaluate the electroactivity of three pesticides (pyridaphention, cyhexatin and bromopropylate) widely applied in Brazil, but not regulated for use in most of the importing countries. Using the cyclic voltammetry technique, these experiments showed that pyridaphenthion presented a good electrochemical response on the graphite-polyurethane composite electrode (GPU), cyhexatin showed electroactivity on thin bismuth film electrode and bromopropylate was not electroactive on the tested electodes. Studies conducted using cyclic voltammetry showed that pyridaphenthion presents a reduction peak in -0.8 V (vs. ESCE) on GPU in acidic medium (Britton - Robinson buffer 0.1 mol L- 1(BR)) with features of an irreversible process. The electroanalytical methodology for pyridaphenthion analysis was developed using square wave voltammetry (SWV) with optimization of pH (1.0) and the SWV scanning parameters, as pulse frequency (80 s-1), amplitude (50 mV), and increment (ΔEi = 5 mV). An analytical curve was obtained for concentrations ranging from 1.46 a 17.1 µmol L-1, showing good linearity expressed in the determination coefficient (r2) of 0.998. The detection limit (LOD) and quantification limit (LOQ) obtained were 0.27 µmol L-1 and 0.92 µmol L-1, respectively. The precision was evaluated by means its repeatability and reproductibility, while accuracy was assessed by means relative error. Recovery experiments conducted using the standard addition method provided a concentration recovering level of 98%. The electroanalytical methodology developed for pyridaphenthion was applied in citrus essential oil samples spiked with three concentration levels 1.5, 2.9 and 5.9 µmol L-1. Four liquid-liquid extraction procedures were evaluated using only Milli-Q purified water as extracting agent: i) manual stirring of the mixture (10 mL of essential oil and 10 mL of water) during 4 minutes, repeating the procedure three times; ii) magnetic stirring of the mixture (5 mL of essential oil and 50 mL of water) during 20 minutes, in a single step, at room temperature; iii) magnetic stirring of the mixture (5 mL of essential oil and 50 mL of water) during 20 minutes, in a single step, at 45o C; iv) orbital shaking of the mixture (5 mL of essential oil and 50 mL of water) for different period of times varying from 5 to 180 minutes. The best results were obtained with the procedure using the orbital shaking table (iv), which is, therefore, recommended for extraction of pyridaphention residues in citrus essential oils samples. For the cyhexatin, studies carried out aiming to determine an electroanalytical methodology, showed low reproducibility of the bismuth film, preventing its application in the electroanalysis of cyhexatin. However, due to the importance of these pesticides in citrus essential oils production it is recommended additional studies regarding the electrochemistry and electroanalysis of these chemicals.

Orientador: Newton Luiz Dias Filho / Resumo: No presente trabalho, a 3-cloropropil sílica gel (SG) foi preparada e organofuncionalizada com dois grupos funcionais, 2-aminotiazol (SATZ) e 5-amino-1,3,4-tiadiazol-2-tiol (SATT). Com o objetivo de produzir novos materiais através da modificação química da superfície da sílica gel, com aplicabilidade na remoção de íons metálicos em meio etanólico, tendo a possibilidade de serem aplicados na remoção de metais pesados em combustível etanol e aguardente. Esses novos materiais também podem ser trabalhados como novos eletrodos quimicamente modificados na detecção de nitrito encontrado na urina e em águas naturais. Esses materiais foram caracterizados por técnicas de espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR), ressonância magnética nuclear (RMN) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Posteriormente foram realizados estudos de adsorção de íons metálicos (Cu+2, Cd+2 e Zn+2) para o SATZ e SATT em solvente etanólico (99%). Para testar a capacidade de adsorção de íons metálicos, determinou-se a cinática de adsorção para todos íons Cu+2, Cd+2 e Zn+2 (40 minutos), determinou-se a capacidade de adsorção (Nf) através de isotermas com diferentes concentrações molares dos íons metálicos. Ambos os adsorventes tiveram uma capacidade máxima de adsorção maior para os íons Zn2+ do que para os íons Cd2+ e Cu2+, de acordo com a seguinte ordem: Zn2+>Cd2+>Cu2+. Em uma segunda etapa do trabalho após a adsorção dos íons cúpricos (Cu2+) pelo SATT, reagiu-se o SATT com hexacianoferrato (III) ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the present work, 3-chloropropyl silica gel (SG) was prepared and organofunctionalized with two functional groups, 2-aminothiazole (SATZ) and 5-amino-1,3,4-thiadiazole-2-thiol (SATT). With the objective of producing new materials through the chemical modification of the silica gel surface, with applicability in the removal of metallic ions in ethanolic medium, having the possibility of being applied in the removal of heavy metals in fuel ethanol and brandy. These new materials can also be worked as new chemically modified electrodes in the detection of nitrite found in urine and in natural waters. These materials were characterized by Infrared Region Spectroscopy (FTIR), Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Scanning Electron Microscopy (SEM) techniques. Subsequently, adsorption studies of metal ions (Cu + 2, Cd + 2 and Zn + 2) were performed for SATZ and SATT in ethanolic solvent (99%). The adsorption kinetics were determined for all metal ions Cu + 2, Cd + 2 and Zn + 2 (40 minutes), the adsorption capacity (Nf) was determined through isotherms with different molar concentrations of the metal ions. Both adsorbents had a maximum adsorption capacity it was higher for Zn2 + ions than for Cd2 + and Cu2 + ions, according to the following order: Zn2 +> Cd2 + > Cu2+ . In a second step of the work after the copper ions (Cu2+) adsorption by SATT, the SATT was reacted with potassium hexacyanoferrate (III), thus forming the CuSATTH complex. The graphite paste electrode chemically mod... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

[pt] O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de métodos eletroanalíticos empregando elétrodos de grafite-epóxi e diamante dopado com boro para a determinação do antibiótico sulfato de gentamicina, substâncias de interesse biológico (naftoquinonas) e do pesticida trifloxistrobina. O diamante dopado com boro (DDB) apresenta características atraentes de detecção eletroquímica que são úteis em aplicações analíticas baseadas em voltametria e amperometria. Possui uma ampla janela de potencial em soluções aquosas que permitiu a quantificação do fungicida trifloxistrobina (em +1744 mV versus Ag/AgCl(KClsat)) por voltametria de onda quadrada (SWV), em um tampão Britton-Robinson (0,04 mol L-1, pH 4,00 )/acetonitrila 70/30 por cento v/v. A curva de adição de analito foi obtida usando amplitude de pulso 40 mV, freqüência de 30 Hz, passo de potencial de 20 mV. O limite instrumental de detecção foi de 1,4 × 10-7 mol L-1 e a faixa linear dinâmica abrangeram três ordens de grandeza (10-7 a 10-5 mol L-1). As amostras foram analisadas com recuperações de cerca de 80 por cento em amostras de suco de laranja e de 92,4 a 104,0 por cento em amostras de água. Um estudo para avaliar potenciais interferentes foi realizado na presença de outros fungicidas. Estudos diagnósticos indicaram que a oxidação da trifloxistrobina em meio aquoso na superfície do DDB é irreversível, envolvendo duas etapas, cada um com dois elétrons. A degradação UV da trifloxistrobina foi avaliada utilizando o método eletroquímico proposto e a cinética de degradação estabelecida com meia-vida de 1.07 min. A amperometria por injeção em batelada (BIA do inglês batch-injection analysis) com o DDB (operando a +2000 mV) foi utilizada para desenvolver um método para a determinação de sulfato de gentamicina. A extração em fase sólida (SPE do inglês solid-phase extraction), utilizando um cartucho empacotado com um polímero impresso molecularmente, tendo a canamicina como molécula molde, foi utilizada para melhorar a seletividade. O tampão acetato (0,01 mol L-1; pH 4,4) foi utilizado como eletrólito suporte. A oxidação do sulfato de gentamicina ocorreu logo após a injeção do analito (60 microlitros) que entra em contato com a superfície do eletrodo. O cartucho de SPE foi muito eficiente na retenção do analito quando comparado com o polímero não-impresso correspondente (NIP). A curva analítica apresentou resposta linear, a precisão instrumental foi inferior a 3 por cento e o limite de quantificação foi de 2,7 × 10-6 mol L-1. A frequência analítica foi de 90 medições h-1 e nenhum efeito de memória foram observados entre as medidas sequênciais. O desempenho do método proposto foi comparado com o obtido por HPLC-UV e com espectrofotometria de absorção molecular (ambos após derivação química do analito com o-ftalaldeído ou com ninhidrina). O método desenvolvido neste trabalho foi aplicado em formulações farmacêuticas injetáveis e em amostras simuladas, com recuperações próximas de 100 por cento. Para a determinação do lapachol foi utilizada a SWV usando um eletrodo de grafite-epoxi feito no laboratório. O meio eletrolítico utilizado foi uma solução aquosa contendo o surfactante catiônico CTAB (1,2 × 10-4 mol L-1), tampão fosfato (4,0 × 10-2 mol L-1, pH 6,0) e KNO3 (1,0 mol L-1). O surfactante catiônico melhorou a difusão e a interação do analito com o eletrodo, produzindo um processo reversível que melhorou a corrente total medida pelo sistema. O sinal do lapachol foi medido a -470 mV, após pré-concentração a 400 mV durante 140 s, usando frequência de 30 Hz, amplitude de pulso de 40 mV com passo de potencial de 20 mV. O limite instrumental de detecção foi de 0,029 mg L-1 e a faixa linear dinâmica abrangeu duas ordens de grandeza. Na presença de beta-lapachona (isômero estrutural), a seletividade foi obtida pela derivada de primeira ordem do sinal SWV. A determinação do lapachol em extrato etanólico de Tabebuia impetiginosa foi realizada após uma s / [en] The present work aimed to develop electroanalytical methods using graphite-epoxy and boron-doped diamond electrodes for the determination of the antibiotic gentamicin sulfate, substances of biological interest (naphthoquinones) and the pesticide trifloxystrobin. Boron doped diamond (BDD) features attractive electrochemical detection characteristics that are useful in analytical applications based on voltammetry and amperometry. It has a wide potential window in aqueous solutions that allowed the quantification of the fungicide trifloxystrobin (in +1744 mV versus Ag/AgCl(KClsat)) by square-wave voltammetry (SWV) in Britton-Robinson buffer (0.04 mol L-1, pH 4.00) / acetonitrile 70/30 percent v/v electrolyte medium. The analyte addition curve was constructed using 40 mV pulse amplitude, 30 Hz frequency, 20 mV step potential. The instrumental limit of detection was 1.4 × 10-7 mol L-1 and the linear dynamic range covered three orders of magnitude (from 10-7 to 10-5 mol L-1). Recoveries of about 80 percent in orange juice samples and 92.4 to 104.0 percent in water samples. A study to evaluate potential interferences was carried out in the presence of other fungicides. Diagnostic studies indicated that the oxidation of trifloxystrobin in aqueous medium, on the surface of the BDD, is irreversible, involving two steps, each of them with two electrons. UV degradation of trifloxystrobin was studied using the proposed voltammetric method and degradation kinetics with a half-life of 1.07 min was established. Batch injection amperometry (BIA) with BDD (operating at +2000 mV) was used to develop a method for the determination of gentamicin sulfate. Solid phase extraction (SPE) using a cartridge packed with a molecular imprinting polymer made with kanamycin as the template molecule, was used to improve the selectivity. The acetate buffer (0.01 mol L-1; pH 4.40) was used as supporting electrolyte. Oxidation of gentamicin sulfate occurred right after the analyte (60 microlitres solution) comes into contact with the surface of the electrode. The SPE cartridge packed with MIP was very efficient in retaining the analyte when compared to the one packed with the corresponding non-printed polymer (NIP). The analytical curve was linear, the instrument accuracy was less than 3 percent and the limit of quantification was 2.7 × 10-6 mol L-1. The analytical frequency was 90 measurements h-1 and no memory effect was observed between sequential measurements. The performance of the proposed method was compared with that obtained by HPLC-UV and molecular absorption spectrophotometry (both after chemical derivatization of the analyte with o-phthalaldehyde or with ninhydrin). The method was applied in injectable pharmaceutical formulations and in simulated samples, with recoveries close to 100 percent. For the determination of lapachol SWV was employed using a graphite-epoxy electrode made in the laboratory. The electrolytic medium used was an aqueous solution containing the cationic surfactant CTAB (1.2 × 10-4 mol L-1), phosphate buffer (4.0 × 10 -2 mol L-1, pH 6.00) and KNO3 (1.0 mol L-1). The cationic surfactant improved the diffusion and interaction of the analyte with the electrode, producing a reversible process that improved the total current measured by the system. The lapachol signal was measured at -470 mV after preconcentration at 400 mV for 140 s, using a 30 Hz frequency, 40 mV pulse amplitude with a step potential of 20 mV. The instrumental limit of detection was 0.029 mg L-1 and the dynamic linear range comprised two orders of magnitude. In the presence of beta-lapachone (structural isomer), the selectivity was obtained by the first-order derivative of the SWV signal. The determination of lapachol in ethanolic extract of Tabebuia impetiginosa was carried out after a simple separation of the analyte by thin layer chromatography. The results are statistically similar (with 95 percent confidence level) with those performed through HPLC-UV. Studies for the simultaneous determination of beta-lapachone and alpha-lapachone were also successful

Submitted by M?rden L?les (marden.inacio@ufvjm.edu.br) on 2016-07-14T23:55:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Bruno Regis Lyrio Ferraz.PDF: 3015137 bytes, checksum: d479e9335e2f200939b52075f9b84382 (MD5) / Rejected by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br), reason: Inserir ano em nota de tese. Inserir t?tulo em ingl?s Inserir tipo de trabalho on 2016-07-18T15:05:26Z (GMT) / Submitted by M?rden L?les (marden.inacio@ufvjm.edu.br) on 2016-07-19T20:24:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Bruno Regis Lyrio Ferraz.PDF: 3015137 bytes, checksum: d479e9335e2f200939b52075f9b84382 (MD5) / Rejected by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br), reason: renomear on 2016-07-21T16:57:12Z (GMT) / Submitted by M?rden L?les (marden.inacio@ufvjm.edu.br) on 2016-07-21T17:33:50Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Bruno_Regis_Lyrio_Ferraz.PDF: 3015137 bytes, checksum: d479e9335e2f200939b52075f9b84382 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2016-07-22T15:28:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Bruno_Regis_Lyrio_Ferraz.PDF: 3015137 bytes, checksum: d479e9335e2f200939b52075f9b84382 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-22T15:28:18Z (GMT). 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Durante o desenvolvimento de ambas as metodologias, a voltametria c?clica foi empregada para verificar a influ?ncia do pH, da velocidade de varredura e do eletr?lito suporte no comportamento eletroqu?mico de ambos os analitos, bem como foram calculados os n?meros de pr?tons e el?trons envolvidos em cada uma das rea??es eletroqu?micas. A voltametria de onda quadrada com os par?metros otimizados foi utilizada para construir curvas anal?ticas para a ETO e PZA. Para a ETO foi obtido um intervalo linear de 1,0 a 80,0 ?mol L?1, com LOD e LOQ iguais a 0,294 e 0,980 ?mol L?1, respectivamente. Para a PZA foi obtido um intervalo linear de 0,47 a 6,16 ?mol L?1, com LOD e LOQ iguais a 0,035 e 0,12 ?mol L?1, respectivamente. A precis?o foi avaliada pelo registro de voltamogramas no mesmo dia e em dias diferentes, obtendo-se desvios padr?es relativos, inferiores a 5,0% em ambos os m?todos. Os resultados dos estudos de interferentes mostraram que nenhuma das subst?ncias testadas interferiu de maneira significativa na determina??o de ambos os f?rmacos. Os m?todos desenvolvidos foram comparados estatisticamente com os protocolos oficiais da farmacopeia atrav?s do teste-t e do teste-F, e os resultados mostraram que os valores de t e F calculados foram menores do que os valores de t e F cr?ticos, indicando que n?o houve diferen?a estat?stica entre as m?dias. A exatid?o de ambos os m?todos foi avaliada tamb?m por estudos de adi??o e recupera??o, obtendo-se como resultados percentuais de recupera??o pr?ximos a 100% para ambos os m?todos. A valida??o das metodologias desenvolvidas foi realizada pela avalia??o dos par?metros anal?ticos como sensibilidade, seletividade, limite de detec??o, limite de quantifica??o, faixa linear, exatid?o e precis?o e os resultados obtidos foram satisfat?rios. Portanto, os m?todos desenvolvidos podem ser aplicados com sucesso na determina??o dos f?rmacos ETO e PZA em medicamentos e urina humana. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-gradua??o em Ci?ncias Farmac?uticas, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2016. / ABSTRACT Ethionamide and pyrazinamide antibiotics are useful in the treatment of multidrugresistant tuberculosis. This work describes the development and validation of electroanalytical methodologies for determination of ethionamide and pyrazinamide in pharmaceutical formulation and human urine using boron-doped diamond electrode and poly glycine modified glassy carbon electrode, respectively. During the development of both methodologies, cyclic voltammetry was used to investigate the influence of pH, scan rate and the supporting electrolyte on the electrochemical behavior of both analytes, as well as the numbers of protons and electrons involved in each of the electrochemical reactions were calculated. Square wave voltammetry with optimized parameters were used to construct standard curves for ETO and PZA. For ETO a linear range from 1.0 to 80.0 ?mol L?1 was obtained with LOD and LOQ equal to 0.294 and 0.980 ?mol L?1, respectively. For PZA a linear range from 0.47 to 6.16 ?mol L?1was obtained with LOD and LOQ equal to 0.035 and 0.12 ?mol L?1, respectively. The precision was evaluated by voltammograms record on the same day and on different days, obtaining relative standard deviation less than 5.0% in both methods. The results of interfering studies showed that none of the tested substance interferes significantly in the determination of both drugs. The developed methods were statistically compared with the pharmacopoeia official protocols through the t-test and F-test, and the results showed that the calculated t and F values were lower than the critical t and F values indicating that there was no statistical difference between the averages. The accuracy of both methods was also evaluated by addition and recovery studies, obtaining results as percentage recovery close to 100% for both methods. The validation of the developed methodologies was carried out by the evaluation of analytical parameters such as sensitivity, selectivity, detection limit, quantification limit, linear range, accuracy and precision and the obtained results were satisfactory. Therefore, the developed methods can be applied successfully in the determination of ETO and PZA drugs in pharmaceuticals and human urine.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Sulphur compounds can interfere with product quality of the wine, since they have a characteristic undesirable odor. The ethanethiol is considered an interesting compound from the electrochemical point of view, since it can become oxidized or reduced and thus, it can be studied both on polarized electrode surfaces and redox solutions. Therefore, the present work was divided in the study of reaction mechanism of ethanethiol on polarized electrode (gold electrode) and the study of the ethanethiol behavior in the redox system in solution (wine). The first part was developed by applying techniques such as cyclic voltammetry, differential pulse and atomic force microscopy. This allowed a complete characterization of ethanethiol on electrochemical gold electrode in alkaline medium with respect to its reaction mechanism, and also a large morphological characterization of the gold electrode. In the second part of the work a study about the ethanethiol influence on the antioxidant activity of compounds present in wine (resveratrol and gallic acid) and its influence in the antioxidant activity and in the concentration of phenolic compounds in wine was carried out. The wines were: Cabernet Suavignon Cabernet (2012 and 2006), Merlot (2012 and 2008), Pinot noir red and rose (2012) and Chardonnay (2011). Moreover, the electroanalytical determination of the ethanethiol (representing the class of low molecular weight thiols), inorganic sulfide and sulfite, using the stripping voltammetry and cathodic electrode mercury drop in acid medium, was carried out. / Compostos de enxofre podem interferir na qualidade do produto final do vinho, uma vez que apresentam odor indesejável característico. O etanotiol é considerado um composto interessante do ponto de vista eletroquímico, uma vez que pode se oxidar ou se reduzir podendo então ser estudado tanto em superfícies de eletrodos polarizados quanto em uma solução redox. Sendo assim, o presente trabalho foi dividido no estudo do mecanismo reacional do etanotiol em eletrodo polarizado (eletrodo de ouro) e o estudo do comportamento do etanotiol frente a sistema redox em solução (vinho). A primeira parte foi desenvolvida aplicando-se técnicas como voltametria cíclica, de pulso diferencial e microscopia de força atômica. Isto possibilitou obter uma completa caracterização eletroquímica do etanotiol no eletrodo de ouro em meio alcalino, no que se refere ao mecanismo reacional do mesmo, e também uma ampla caracterização morfológica do eletrodo de ouro. Na segunda parte do trabalho realizou-se o estudo da influência do etanotiol na atividade antioxidante de compostos presentes no vinho (resveratrol e ácido gálico), assim como sua influência na atividade antioxidante e na concentração de fenóis totais no vinho. Os vinhos estudados foram: Cabernet Suavignon safras 2012 e 2006, Merlot safras 2012 e 2008, Pinot noir tinto e rose safra 2012, Chardonnay safra 2011. Além disso, realizou-se a determinação eletroanalítica de etanotiol (representando a classe de tióis de baixo peso molecular), sulfeto inorgânico e sulfito, utilizando-se a voltametria de redissolução catódica e eletrodo de mercúrio de gota pendente em meio ácido.