Doutorado em Química

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Navegando Doutorado em Química por Orientador(a) "Luccas, Pedro Orival"

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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Caracterização e aplicação de nanotubos de carbono de acesso restrito na extração de ferro em soluções aquosas e produção de apoproteínas a partir da catalase
    (Universidade Federal de Alfenas, 2022-03-30) Gomes, Raphael Antônio Borges; Luccas, Pedro Orival; Santos, Mariane Gonçalves; Martins, Giovana De Fátima Lima; Lopes, Gisele Simone; Arruda, Eduardo José De
    Os Nanotubos de carbono (CNT), nanotubos de carbono oxidado (CNTox) e nanotubos de carbono de acesso restrito revestidos com albumina de soro bovino (RACNT-BSA) foram sintetizados e caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão (MET), microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia por energia dispersiva de raios X (MEV-EDS), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman e potencial zeta (PZ). Defeitos estruturais foram observados por MET para os materiais oxidados. A maior estabilidade térmica foi observada para CNTox e os espectros de espectroscopia Raman e as curvas de PZ também confirmaram a presença de grupos funcionais após a oxidação ácida, característica importante para a adsorção do metal. Os materiais foram empregados na adsorção de ferro em solução aquosa e proteicas e utilizou-se a Espectrometria de Absorção Atômica com Chama (FAAS) para detecção. As capacidades adsortivas de ferro dos materiais foram 44,73 ± 0,29, 43,29 ± 0,11 e 31,55 ± 0,29 mg g -1 , respectivamente para CNT, CNTox e RACNT-BSA. O modelo fracionário de Avrami foi o que melhor se ajustou aos dados de cinética para todos os materiais, sugerindo que o mecanismo de interação é baseado na quimissorção e fisissorção. Com relação ao mecanismo de adsorção pelo ajuste do modelo de Weber-Morris, foram predominantes os mecanismos de difusão externa e difusão intrapartícula para o CNT e CNTox e para o RACNT-BSA ocorreu preferencial adsorção na sua parte externa, seguido de condição de equilíbrio. Os testes de dessorção empregando CNT mostraram que a máxima dessorção dos íons ferro foi obtida empregando uma solução de acetato de sódio (1,5 mol L -1 ). Testes de reuso revelaram que os materiais podem ser aplicados em 5 sucessivos ciclos de adsorção/dessorção sem perdas de eficiência. Assim, CNT e CNTox podem ser excelentes alternativas para extração de ferro de soluções aquosas, enquanto RACNT-BSA se mostrou eficiente na extração de ferro de meios proteicos, sendo promissor para preparo de amostras biológicas e na produção de apoproteínas.
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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Determinação de sulfaguanidina sódica empregando sistema FIA. Préconcentração e determinação de organofosforados utilizando material de acesso restrito
    (Universidade Federal de Alfenas, 2019-07-22) Frugeri, Pedro Marcos; Luccas, Pedro Orival; Magalhães, Cristiana Schimidt; Luíz, Jaine Honorato Hortolan; Lopes, Gisele Simone; Nascimento, Mrcos R. L. Do
    A presente tese descreve o desenvolvimento de dois métodos analíticos: I - Sistemas de análise em fluxo para a determinação de sulfaguanidina sódica em amostras farmacêuticas e alimentícias e II - Determinação de pesticidas organofosforados, em amostras alimentícias, empregando material magnético de acesso restrito para a pré-concentração. Na primeira análise, o método se baseou na reação da sulfaguanidina com íon nitrônio e N-naftietilenodiamina para produzir um complexo colorido, cuja absorbância foi monitorada em 545 nm. O sistema foi otimizado, utilizando um planejamento fatorial fracional 27-2 e matriz de Doehlert. O método desenvolvido foi aplicado em amostras de medicamentos e alimentos (ovo, leite e fígado de frango). Os possíveis interferentes foram avaliados por técnica multivariada e representados em gráficos de probabilidade, não indicando interferências significativas para um nível de confiança de 95%. O método apresentou limites de detecção e quantificação de 0,012 mg L-1 e 0,039 mg L- 1, respectivamente, freqüência analítica de 30 leituras h-1 e boa precisão expressa por desvio padrão relativo inferior a 4,0%. Os resultados foram concordantes com os obtidos pela técnica de cromatografia líquida de alta eficiência, atestando a exatidão do método proposto. Na segunda análise, foi sintetizado um material magnético de acesso restrito (MRACNT), para extrair pesticidas organofosforados de amostras de alimentos com teor proteico. A magnetização do material favorece a separação em fase dispersiva, visto que os nanotubos de carbono são de difícil separação em meio aquoso. Sendo assim, com o auxílio de um campo magnético externo (ímã), foi possível separar o material sorvente da amostra. Por outro lado, a camada de albumina sérica que reveste os nanotubos de carbono forma uma barreira física, impedindo que as proteínas presentes na matriz adsorvam o material. No entanto, os organofosforados, por serem moléculas de menor tamanho, conseguem migrar e serem adsorvidos pelos M-RACNTs, garantindo, assim, sua extração da matriz. O material desenvolvido foi capaz de excluir aproximadamente 100% das proteínas presentes no meio, teste esse confirmado por experimentos de exclusão proteica. Posteriormente ao processo de extração em fase sólida, as amostras foram verificadas, utilizando um sistema de análise em fluxo com detecção espectrofotométrica (560 nm). O sistema foi otimizado, usando um planejamento fatorial fracional 26-2 e matriz de Doehlert. O método foi aplicado para a determinação de pesticidas organofosforados em cinco amostras de alimentos (brócolis, berinjela, couve-flor, leite de soja e vagem verde). Quanto às figuras de mérito, o método apresentou faixa linear entre 5 μg L- 1 e 90 μg L- 1, limite de detecção de 0.74 μg L-1, limite de quantificação de 2,44 μg L-1, fator de pré-concentração de 271 vezes e RSD inferior a 3,67%. A exatidão do método foi avaliada em comparação com a técnica por cromatografia líquido de alta eficiência. Os resultados foram condizentes (teste-t, p = 0.05).
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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Procedimento de pré-concentração de cádmio e chumbo em fibra de carbono com revestimento para acesso restrito
    (2025-02-14) Costa, Nathália Carvalho; Luccas, Pedro Orival; Verônica, Aracéli; Frugeri, Pedro Marcus; Rocha, Bruno Alves; Gomes, Raphael Antônio Borges
    O cádmio e o chumbo são elementos não essenciais com elevada toxicidade, mesmo em níveis traços. A determinação dessas espécies assume papel de relevância na gestão da saúde pública, segurança alimentar, ambiental e reforça a importância da química analítica nas análises químicas. No entanto, embora as técnicas instrumentais tenham sofrido melhorias ao longo das últimas décadas, algumas técnicas analíticas ainda apresentam limitações especialmente em relação aos limites de detecção, à tolerância a íons concomitantes e ao preparo de amostra. Com objetivo de melhorar o desempenho analítico em termos de seletividade, detectabilidade, viabilidade econômica para análises de rotina, eliminação ou minimização do preparo de amostras, estratégias como a extração em fase sólida usando materiais diversos podem ser incorporadas aos métodos. Devido a sua capacidade de reter moléculas ou íons em sua superfície, os materiais adsorventes oferecem ganhos significativos aos métodos analíticos. Exemplos incluem os materiais baseados em carbono, polímeros, sílica e os biosorventes. Como contribuição, esse trabalho apresenta um sistema de análise em fluxo (FIA) para a pré-concentração e determinação de Cd e Pb por Espectrometria de Absorção Atômica com chama (FAAS), utilizando a fibra de carbono como adsorvente. As fibras de carbono são materiais de adsorção rápida, produzidos a partir do tecido de poliacrilonitrila (PAN). Essas fibras apresentam uma superfície com poros bem definidos, alta e rápida capacidade de adsorção para componentes específicos com pequenas dimensões moleculares como alguns compostos orgânicos, compostos iônicos e íons metálicos. O método baseia-se na adsorção de íons Cd2+ e Pb2+ em mini colunas de fibra de carbono com posterior eluição e quantificação por FAAS. Os sistemas FIA para a pré-concentração de Cd e Pb foram otimizados com ferramentas quimiométricas como o planejamento fatorial e matriz de Doehlert. As condições obtidas para o cádmio foram: pH da amostra 4,0, vazão de 5,5 mL min-1, usando HNO3 1,1 mol L-1 como eluente. Para o chumbo, as condições foram: pH da amostra 5,8, vazão de 4,0 mL min-1 e o HNO3 a 1,18 mol L-1 como eluente. A curva analítica para Cd e Pb foram de 1 a 25 µg L-1 (r=0,9938) e 25 a 225 µg L-1 (r=0,993), respectivamente. O fator de pré-concentração obtido foi de 14,2 para Cd e 21,14 para Pb. Os limites de detecção (LD) e quantificação (LQ) foram de 0,2 µg L-¹ e 0,7 µg L-¹ para Cd, e 3,2 µg L-¹ e 10,5 µg L-¹ para Pb, respectivamente. O método para determinação de Cd e Pb foi aplicado em amostras de água e soro de leite, onde utilizou-se o RAM sintetizado com material a partir da fibra de carbono.
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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Síntese e aplicação de nanotubos de carbono de acesso restrito para extração/pré-concentração de cádmio diretamente de amostras de soro humano seguido de análise por espectrometria de absorção atômica
    (Universidade Federal de Alfenas, 2015-03-12) Barbosa, Adriano Francisco; Luccas, Pedro Orival; Fadini, Pedro Sérgio; Nascentes, Clésia Cristina; Sakakibara, Isarita Martins; Wisniewski, Célio
    Neste trabalho, foi proposto um novo adsorvente capaz de extrair íons metálicos diretamente de fluídos biológicos, excluindo simultaneamente, as proteínas das amostras. O adsorvente foi obtido pela modificação de nanotubos de carbono (CNTs) com uma camada externa de albumina de soro bovino (BSA), resultando nos nanotubos de carbono de acesso restrito (RACNTs). A camada de BSA foi fixada pelo intercruzamento entre os grupos amina da BSA usando glutaraldeido como reagente de ligação cruzada. Quando as proteínas das amostras passam por uma coluna contendo os RACNTs, e o pH da amostra é maior que o ponto isoelétrico (pI) das proteínas, as proteínas das amostras e da camada de BSA são ionizadas negativamente, provocando um efeito de repulsão eletrostática evitando a adsorção. Ao mesmo tempo, os íons metálicos são adsorvidos nos CNTs após a passagem através das cadeias de proteínas. Os íons Cd2+ foram selecionados para atestar a capacidade dos RACNTs devido à sua importância toxicológica. Os RACNTs foram capazes de extrair Cd2+ e excluir 100% das proteínas das amostras de soro humano. Os limites de detecção e quantificação foram de 0,24 e 0,80 μg L− ¹, respectivamente. A frequência de amostragem foi de 8,6 determinações por hora, e a precisão intra e inter-dias para as concentrações de Cd²+ de 0,80, 15,0 e 30,0 μg L-¹ apresentaram desvio padrão relativo (RSD) inferior a 10,1%. A recuperação dos analitos adicionados nas amostras de soro humano estudadas foram de 92,7 a 110,9%. O método apresentou-se adequado para sua aplicação na análise de Cd2+ diretamente de amostras de soro humano sem a necessidade de nenhuma etapa prévia de tratamento das amostras.