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http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/13322
Tipo: | Tese |
Título: | Desenvolvimento de metodologias baseadas em sistemas miniaturizados com aplicações em química analítica |
Título(s) alternativo(s): | Development of methodologies based on miniaturized systems with applications in analytical chemistry |
Autor(es): | Lima Júnior, José Guimarães Ferreira de |
Primeiro Orientador: | Santos, Diógenes Meneses dos |
metadata.dc.contributor.referee1: | Lucca, Bruno Gabriel |
metadata.dc.contributor.referee2: | Lima, Phabyanno Rodrigues |
metadata.dc.contributor.referee3: | Botero, Wander Gustavo |
metadata.dc.contributor.referee4: | Galdino, Fabiane Caxico de Abreu |
Resumo: | Sistemas miniaturizados possuem características únicas que possibilitam suas aplicações nos mais diversos campos do conhecimento. O baixo custo por análise, a portabilidade e as possibilidades de hifenação das mais diversas técnicas analíticas são atributos que vem chamando a atenção da comunidade científica desde os anos 1990. Neste trabalho, duas metodologias distintas utilizando sistemas miniaturizados são apresentadas. A primeira metodologia utiliza dispositivos analíticos baseados em papel (PADs) para determininação colorimétrica de ranitidina através da reação do analito com a sonda 4-Cloro-7- nitrobenzofurazano (NBD-Cl). A ranitidina é um antagonista do receptor H2 da histamina empregado no tratamento de úlcera gastroduodenal e doenças relacionadas, como refluxo gastroesofágico e síndrome de Zollinger-Ellison. Vários métodos analíticos foram relatados para a determinação de ranitidina, incluindo eletroquímicos, espectofotométricos, fluorescência e quimioluminescência. Embora esses métodos sejam adequados para a determinação de ranitidina em diferentes amostras, eles apresentam grandes desvantagens, incluindo alto custo e consumo de reagente, operação trabalhosa, equipamentos complexos e pessoal treinado. Parâmetros analíticos como pH, tipo de tampão, concentração dos reagentes e temperatura foram otimizados para a metodologia proposta. Em condições ótimas, o sistema de análise utilizou tampão fosfato (pH 8,0; 30mM), com adição de NBD-Cl (0,8µL, 20mM). o método apresentou uma faixa linear de 0,2 – 1,5 mmol L-1 , correspondendo à equação [(MbMr)/Mb]=43,04(±1,28)Cranitidina-9,48x10-13%±5,52x10-8 & e coeficiente de correlação linear r = 0,9982. Os testes de recuperação com amostras reais apresentaram valores entre 90,90% e 109,27%. Além disso, essa metodologia mostrou-se adequada para aplicação em amostras farmacêuticas e é uma alternativa simples, barata e rápida para a determinação de ranitidina. A segunda metodologia desenvolvida nesse trabalho utilizou um sistema de microchip eletroforese com detecção eletroquímica (ME-EC) para a separação e determinação de tióis biológicos (glutationa e cisteína) e ácido ascórbico. Essas espécies possuem papel fundamental dentro da fisiologia humana e protegem as células das espécies reativas de oxigênio e nitrogênio, sendo fundamentais para a homeostase celular. As concentrações dessas espécies nos seres humanos indicam os níveis de estresse oxidativo e podem sugerir a necessidade de tratamento para doenças como diabetes e câncer.Utilizando um microchip híbrido PDMS/vidro, a metodologia foi baseada na reação dos tióis com a menadiona, sendo o produto desta reação analisado via ME-EC. Parâmetros como composição do tampão, uso de surfactantes e ciclodextrinas foram otimizados. Assim, o sistema foi otimizado tendo potencial de detecção de +0,4 V, tampão HEPES (pH 8,5; 30mM) com adição de SDS 8mM SBE-ß-CD a 2mM. A metodologia possibilitou a construção de curvas analíticas para cada um dos analitos com coeficientes de correlação linear acima de 0,995. Além disso, as faixas lineares foram de 2,5 – 100 µM para glutationa e 5 – 50 µM para cisteína e ácido ascórbico. As principais vantagens da metodologia proposta estão no baixo potencial de detecção, facilidade na execução das etapas experimentais e viabilidade para análise de amostras complexas como plasma e eritrócitos humanos. |
Abstract: | Miniaturized systems have unique characteristics that enable their applications in several fields of knowledge. The low cost per analysis, portability and the possibilities of hyphenating the most diverse analytical techniques are attributes that have been attracting the attention of the scientific community since the 1990s. In this work, two different methodologies using miniaturized systems are presented. The first methodology uses paper-based analytical devices (PADs) for colorimetric determination of ranitidine through the reaction of the analyte with the probe 4-Chloro-7-nitrobenzofurazan (NBD-Cl). Ranitidine is a histamine H2 receptor antagonist used in the treatment of gastroduodenal ulcers and related diseases, such as gastroesophageal reflux and Zollinger-Ellison syndrome. Many analytical methods have been reported for the determination of ranitidine, including electrochemical, spectrophotometric, fluorescence, and chemiluminescence. Although these methods are suitable for the determination of ranitidine in different samples, they have major disadvantages, including high cost and reagent consumption, laborious operation, complex equipment, and trained personnel. Analytical parameters such as pH, type of buffer, concentration of reagents and temperature were optimized for the proposed methodology. Under optimal conditions, the analysis system used phosphate buffer (pH 8.0; 30mM), with the addition of NBD-Cl (0.8µL, 20mM). the method presented a linear range of 0.2 – 1.5 mmol L-1, corresponding to the equation [(MbMr)/Mb]=43,04(±1,28)Cranitidine-9,48x10-13%±5,52x10-8 & and linear correlation coefficient r = 0.9982. Recovery tests with real samples showed values between 90.90% and 109.27%. Furthermore, this methodology proved to be suitable for application in pharmaceutical samples and is a simple, cheap and quick alternative for the determination of ranitidine. The second methodology developed in this work used an electrophoresis microchip system with electrochemical detection (ME-EC) for the separation and determination of biological thiols (glutathione and cysteine) and ascorbic acid. These species play a fundamental role in human physiology and protect cells from reactive oxygen and nitrogen species, being fundamental for cellular homeostasis. The concentrations of these species in humans indicate levels of oxidative stress and may suggest the need for treatment for diseases such as diabetes and cancer. Using a PDMS/glass hybrid microchip, the methodology was based on the reaction of thiols with menadione, the product being of this reaction analyzed via ME-EC. Parameters such as buffer composition, use of surfactants and cyclodextrins were optimized. Thus, the system was optimized with a detection potential of +0.4 V, HEPES buffer (pH 8.5; 30mM) with the addition of 8mM SDS SBE-ß-CD at 2mM. The methodology made it possible to construct analytical curves for each of the analytes with linear correlation coefficients above 0.995. Furthermore, the linear ranges were 2.5 – 100 µM for glutathione and 5 – 50 µM for both cysteine and ascorbic acid. The main advantages of the proposed methodology are the low detection potential, ease in carrying out the experimental steps and feasibility for analyzing complex samples such as human plasma and erythrocytes. |
Palavras-chave: | Equipamento eletrônico em miniatura Dispositivos baseados em papel Ranitidina Eletroforese em microchip Eletroquímica – Detecção Miniaturized systems Paper-based devices Ranitidine Microchip electrophoresis Electrochemical detection |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Alagoas |
Sigla da Instituição: | UFAL |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia |
Citação: | LIMA JÚNIOR, José Guimarães Ferreira de. Desenvolvimento de metodologias baseadas em sistemas miniaturizados com aplicações em química analítica. 2024. 118 f. Tese (Doutorado em Química e Biotecnologia) – Programa de Pós-graduação em Química e Biotecnologia, Instituto de Química e Biotecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/13322 |
Data do documento: | 28-set-2023 |
Aparece nas coleções: | Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IQB |
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