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COVID-19 is currently the most critical disease in the world. Thus, several tools have been used in the last two years to contain the spread of SARS-CoV-2. In this perspective, Wastewater-Based Epidemiology (WBE) provides valuable data by including symptomatic, pre-symptomatic, and asymptomatic individuals and anticipating clinical cases. For 37 weeks, the SARS-CoV-2 viral load was monitored in sanitary sewage samples from Goiânia-Brazil. Through pre-concentration, extraction, and purification of viral RNA, followed by RT-qPCR, it was detected in 83.78% (31/37) of the weeks the presence of fragments of the genetic material SARS-CoV-2 with viral loads ranging from 105 to 108 genome copies L-1. The viral load in the wastewater samples was related to the clinical data of the municipality, demonstrating its ability to promote an Early Warning System (EWS). In early 2022, it was possible to predict the increase in clinical cases 3 weeks in advance and issue an alert note to the health authorities. Prevalence estimates ranged from 0.003 to 0.5% and showed good agreement with observed values. Thus, monitoring effluents become another essential tool that can help combat the pandemic’s advance, especially in countries with scarce resources.

A indústria de cosméticos apresenta uma variedade de produtos, que contém inúmeras estruturas orgânicas, que uma vez em contato com a água, liberam efluentes com baixa biodegradabilidade, alta carga orgânica, níveis elevados de sólidos suspensos, gorduras e óleos. Estes efluentes quando submetidos ao tratamento convencional (isolado) nas estações de tratamento de esgoto, baseados principalmente em degradação microbiológica, não são tratados de forma eficiente, restando ao final do tratamento concentrações significativas de poluentes emergentes. Como alternativa para o tratamento de efluentes, proveniente da indústria de cosméticos, as tecnologias de tratamentos via processos oxidativos avançados (POA), que envolvem a geração do radical hidroxila (•OH), de potencial redox 2,8 V, se mostram interessantes, pois apresentam capacidade de mineralização da matéria orgânica. Dentre eles, o processo foto Fenton Like apresenta-se promissor, pois possui como diferencial, a viabilização do aproveitamento da energia solar, como fonte de radiação e o aproveitamento de subprodutos da indústria siderúrgica/metalúrgica, além disso, proporciona a menor geração de lodo. Neste trabalho, foi proposto o tratamento foto Fenton Like para o efluente de cosméticos, utilizando como fonte de ferro, resíduo metalúrgico, e como fonte de radiação, lâmpadas de diodo emissor de luz (LED) e a construção do reator fotocatalítico em recirculação. Como polimento final, a integração de tecnologias foi proposta, através de um filtro construído com camadas de resíduos agroindustriais (cascas de arroz, vermiculita e sabugo de milho carbonizado). O resíduo metalúrgico com lavagem ácida, apresentou em sua composição, cerca de 96% de óxido de ferro III, confirmando sua viabilidade para a aplicação do processo foto Fenton Like heterogêneo. Nas condições de resíduo metalúrgico com lavagem ácida (HCl) em dosagem de 8 g L-1, H2O2 em 0,05 g L-1, efluente com ajuste de pH 3,0 e tempo de 6 minutos, o tratamento oxidativo avançado, proporcionou remoções de demanda química de oxigênio de 99,25% e carbono orgânico total de 75,73%. A análise termogravimétrica do lodo químico revelou a presença de 14% em massa de matéria orgânica, no resíduo metalúrgico, indicando que a maior parte da matéria orgânica presente na matriz cosmética, foi oxidada. E através da análise de espectroscopia de infravermelho, constatou-se que o pouco material adsorvido, possivelmente refere-se à parafina. Com o processo conjunto, oxidação avançada por foto Fenton Like heterogêneo e filtração lenta, foi possível alcançar uma remoção global de 99,48% de DQO com valor final de 255,98 mgO2 L-1, valor este que se enquadra nos parâmetros estaduais exigidos para descarte em mananciais. Através destes resultados, a integração das tecnologias de tratamento, se mostrou satisfatória para a remediação dessa matriz recalcitrante, uma vez que, foi alcançado elevadas remoções dos valores de parâmetros de matéria orgânica, que pode ser indicativo de possibilidade de integração com as tecnologias de tratamentos convencionais. The cosmetics industry presents a variety of products that contain numerous organic structures, which once in contact with water, release effluents with low biodegradability, high organic load, high levels of suspended solids, fats and oils. These effluents, when subjected to conventional (isolated) treatment at sewage treatment plants, based mainly on microbiological degradation, are not treated efficiently, leaving significant concentrations of emerging pollutants at the end of the treatment. As an alternative for effluent treatment from the cosmetics industry, advanced oxidation process (AOP) treatment technologies, which involve the generation of hydroxyl radical (•OH), with a 2.8 V potential redox, are interesting because present mineralization capacity of organic matter. Among them, the photo Fenton Like process is promising, as it has as its differential the feasibility of harnessing solar energy as a source of radiation and the utilization of by-products from the steel/metallurgical industry, besides providing the lowest generation of sludge. In this work, the photo Fenton Like treatment was proposed for the cosmetic effluent, using as source of iron, metallurgical residue, and as radiation source, light-emitting diode lamps (LED) and the construction of a recirculating photocatalytic reactor. An integration of technologies was proposed as the final polish using a filter built with layers of agro-industrial waste (rice husks, vermiculite and carbonized corn cob). The acid-washed metallurgical residue had about 96% iron oxide III in its composition, confirming its viability for the application of the heterogeneous photo Fenton Like process. Under the conditions of metallurgical residue with acid wash (HCl) in dosage of 8 g L-1, H2O2 in 0.05 g L-1, effluent with pH 3.0 adjustment and time of 6 minutes, the advanced oxidative treatment provided 99.25% chemical oxygen demand removals and 75.73% total organic carbon. Thermogravimetric analysis of the chemical sludge revealed the presence of 14% by mass of organic matter in the metallurgical residue, indicating that most of the organic matter present in the cosmetic matrix was oxidized. Infrared spectroscopy analysis found that the small amount of material adsorbed and possibly related to paraffin. With the combined process, advanced oxidation by heterogeneous photo Fenton Like and slow filtration, it was possible to achieve an overall removal of 99.48% COD with a final value of 255.98 mgO2 L-1, which meets the required state parameters for disposal in water sources. Through these results, the integration of the treatment technologies proved to be satisfactory for the remediation of this recalcitrant matrix, since high removal of the organic matter parameter values was achieved, which may be indicative of the possibility of integration with the treatment technologies conventional. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

O desenvolvimento de dispositivos miniaturizados promoveu uma verdadeira revolução na química analítica moderna. Além disso, o melhoramento das tecnologias de microfabricação possibilitou a criação de dispositivos cada vez menores e mais robustos. Contudo, grande parte destes dispositivos ainda demandam em seu processo de fabricação uma instrumentação sofisticada e de alto custo, necessitando muitas vezes de ambientes controlados ou salas limpas. Tendo em vista a necessidade de se produzir esses dispositivos miniaturizados de uma maneira mais acessível, a presente tese apresenta a fabricação de plataformas e dispositivos microfluídicos alternativos, descartáveis e de baixo custo para aplicações bioanalíticas. As metodologias abordadas nessa tese incluem: a fabricação de eletrodos de grafite de baixo custo desenhados à lápis em papel sulfite, utilizados na quantificação de cátions inorgânicos (K+ e Na+) em lágrima humana; a fabricação de chips de eletroforese com canais de papel termolaminados com eletrodos de grafite de lápis acoplados para o monitoramento da separação eletroforética de biomoléculas (albumina e creatinina); e por fim, apresenta a utilização de um dispositivo microfluídico 3D para a geração de gotas no microcanal e o processo de fabricação de um dispositivo de poliéster termolaminado para análise por injeção em fluxo, ambos para análise de fármacos (ácido ascórbico e maleato de midazolam) em medicamentos. Todas as análises utilizaram o mesmo método de detecção condutométrica sem contato acoplada capacitivamente. Os eletrodos de grafite propostos apresentaram excelente performance analítica com boa reprodutibilidade. Os limites de detecção encontrados para o K+, Na+ e Li+ foram de 4,9, 6,8 e 9,0 µM, respectivamente. Além disso, a concentração encontrada para o K+ e Na+ nas amostras de lágrima foram, respectivamente, de 20,8 e 101,2 mM para a amostra A e 20,4 e 111,4 mM para a amostra B. Os experimentos utilizando o microchip de papel proposto demonstraram com sucesso a separação de albumina de soro bovino e creatinina dentro de 150 s com resolução de linha de base. Os limites de detecção para albumina e creatinina foram 20 e 35 mM, respectivamente. A quantificação de ácido ascórbico em suplemento vitamínico, através da geração de gotas no dispositivo 3D, foi demonstrada com êxito apresentando uma faixa linear entre 3 e 24 mg/mL e limite de detecção igual a 1,1 mg/mL. A quantificação de maleato de midazolam em comprimidos, utilizando injeção em fluxo no dispositivo de poliéster apresentou comportando linear entre 0,5 e 4,0 mg/mL e limite de detecção de 17 µg/mL. Os dispositivos propostos nesta tese possibilitaram a realização de ensaios de baixo custo com tempo de análise reduzido. Além disso, os processos de fabricação demonstraram simplicidade e rapidez, sem a necessidade de instrumentação sofisticada, permitindo a exploração destes dispositivos para aplicações em análises clínicas e de controle de qualidade. The development of miniaturized devices promoted a real revolution in modern analytical chemistry. In addition, the improvement of microfabrication technologies has made it possible to create ever smaller and more robust devices. However, most of these devices still demand sophisticated and expensive instrumentation in their manufacturing process, often requiring controlled environments or clean rooms. In view of the need to produce these miniaturized devices in a more accessible way, the present thesis presents the manufacture of alternative, disposable and low cost microfluidic platforms and devices for bioanalytical applications. The methodologies covered in this thesis include: the manufacture of low cost pencil-drawn graphite electrodes on office paper, used in the quantification of inorganic cations (K+ and Na+) in human tears; the manufacture of electrophoresis chips with thermolaminated paper channels with attached graphite electrodes for the monitoring of the electrophoretic separation of biomolecules (albumin and creatinine); and finally, it presents the use of a 3D microfluidic device for the generation of droplets into the microchannel and the manufacturing process of a thermolaminated polyester dispositive for flow injection analysis, both for the analysis of drugs (ascorbic acid and midazolam maleate) in medicines. All analyzes used the same method of capacitively coupled contactless conductivity detection. The proposed graphite electrodes presented excellent analytical performance with good reproducibility. The detection limits found for K+, Na+ and Li+ were 4.9, 6.8 and 9.0 μM, respectively. In addition, the concentration found for K+ and Na+ in the tear samples were, respectively, 20.8 and 101.2 mM for sample A and 20.4 and 111.4 mM for sample B. Experiments using the proposed paper-based microchip have successfully demonstrated the separation of bovine serum albumin and creatinine within 150 s with baseline resolution. The detection limits for albumin and creatinine were 20 and 35 mM, respectively. The quantification of ascorbic acid in a vitamin supplement, through the generation of droplets in the 3D device, was successfully demonstrated with a linear range of 3 to 24 mg/mL and a detection limit of 1.1 mg/mL. The quantification of midazolam maleate in tablets, using a flow injection in the polyester device showed a linear behavior between 0.5 and 4.0 mg/mL and a detection limit of 17 µg/mL. The devices proposed in this thesis allowed the realization of low cost assays with reduced analysis time. In addition, the manufacturing processes demonstrated simplicity and quickness, without the need for sophisticated instrumentation, allowing the use of these devices for applications in clinical analysis and quality control. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Para este trabalho foi desenvolvido um sistema SPME para extração e análise direta de Cocaína, Dietilamida do Ácido Lisérgico (LSD), [3,4 – Metilenodioximetanfetamina] (MDMA) e Metanfetamina (MA) por espectrometria de massas (MS) em uma fonte de ionização Probe Electrospray Ionization Mass Spectrometry (PESI-MS). Fibras de polipirrol (PPy) foram eletrodepositadas em um fio de platina, essas fibras foram submetidas à extração de drogas em fluidos biológicos empregando os princípios da SPME. Após a extração, o fio de platina contendo o revestimento de PPy foi posicionado na entrada do espectrômetro de massas, uma diferença de potencial (ddp) foi aplicada ao fio e com auxílio de uma solução de metanol (0,1% de ácido fórmico), observou-se a dessorção e detecção dos analitos previamente extraídos. Parâmetros como o número de ciclos de eletrodeposição e pH de extração foram avaliados. O método se mostrou linear na faixa de concentração do LOQ a 500 ng.L-1 (ppb). Os valores de LOQ variaram de 2 ng.L-1 a 10 ng.L-1. A precisão inter-dias do método foi avaliada e mostrou valores entre 0,8 a 9,6% com exatidão de -0,6 a 13,7%. A precisão intra-dias apresentou valores de 1,7 a 10,8% com exatidão de -2,4 a 14.0%. A recuperação do método também foi avaliada e apresentou valores de 97,6 a 114,0%. O método proposto apresenta-se como alternativa promissora para rápida extração e análise direta sem a realização de procedimentos dispendiosos e laboriosos, com precisão e exatidão dentro dos parâmetros propostos pela ANVISA. In this study, we developed a solid phase microextraction (SPME) method to extract Cocaine, Lisergic Acid Diethylamide (LSD), Methamphetamine (MA) and [3,4 – Methylenedioxymethamphetamine] (MDMA), which allowed the direct analysis by MS in a Probe Electrospray Ionization Mass Spectrometry (PESI-MS). PPy fibers were deposited on a platinum wire. These fibers were subjected to drug extraction from biological fluids employing SPME principles. After that, the coated platinum wire was positioned in front of the MS and then a high voltage (HV) was applied on it. At the same time, methanol (formic acid 0,1%) was used to assist the analytes desorption, ionization, and detection. Parameters as number of cycles in electrochemical process, pH, temperature of extraction and matrix effect were evaluated. The coated PESI-MS method presented linearity in a concentration range from the limit of quantification (LOQ) to 500 ng.L-1 (ppb). The LOQ values ranged from 2 ng.L-1 to 10 ng.L-1. The interday precision presented values from 0.8 to 9.6% with accuracy ranging from -0.6 to 13.7%. The intraday precision obtained values varied from 1.7 to 10.8% with accuracy ranging from -2.4 to 14.0%. The absolute recovery was also evaluated and presented values from 97.6 to 114.0%. The proposed method is a promising alternative to fast sampling and analysis for avoiding laborious process, and for showing precision and accuracy according to the values proposed by ANVISA. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Os processos oxidativos avançados são tecnologias consolidadas em se tratando de tratamento de efluentes industriais. Tais processos são baseados na geração do radical hidroxila (•OH) que possui elevado potencial de oxidar a matéria orgânica (2,8eV). Estes, por serem pouco seletivos e altamente reativos, oxidam a matéria orgânica promovendo desde um aumento na fração biodegradável até uma possível mineralização total do contaminante presente no efluente. Dentre os processos oxidativos avançados, o reagente de Fenton se destaca pela sua simplicidade, baixo tempo de tratamento e baixo valor econômico. Esta reação se processa pela decomposição catalítica do peróxido de hidrogênio (H2O2), em meio ácido, através da oxidação de Fe+2 a Fe+3 com a posterior geração do radical hidroxila. Durante a reação de Fenton, algumas reações intermediárias dão ao processo uma particularidade ímpar durante o tratamento, das quais, se destacam a hidrólise dos íons Fe+2 e Fe+3 formando uma série de complexos aquo-ferrosos e férricos que possibilitam a ocorrência do processo de coagulação/floculação com a posterior formação de lodo. A integração destas duas tecnologias confere ao efluente tratado um aumento significativo na remoção de contaminantes, pois, a partir desta etapa, com o processo de sedimentação, ocorre o arraste de grande quantidade da matéria orgânica não degradada via oxidação química, na forma de lodo. Neste trabalho foi estudada a aplicação da reação de Fenton integrada à coagulação/floculação no tratamento de efluente cosmético da linha de produção de filtro solar. O tratamento foi realizado no equipamento JAR TEST com volume de um litro: Realizou-se a mistura rápida a 300 rpm por 20 segundos, logo após a adição de sulfato ferroso hepta-hidratado, posteriormente a mistura lenta, a 30 rpm por 6 minutos e 10 segundos com a adição de peróxido de hidrogênio. Após esta sequência, cada teste ficou em repouso para sedimentação por 60 minutos. Todo processo ocorreu em temperatura ambiente. Em um primeiro momento o tratamento foi realizado em um efluente simulado a partir de um filtro solar adquirido em uma indústria cosmética da região metropolitana de Goiânia. Após a otimização da concentração de 22,12 mgL-1 de Fe+2, 500 mgL-1 H2O2 e valor de pH 4,0, foi possível observar uma redução de 82,56% na Demanda Química de Oxigênio (DQO), 97,33% na turbidez e 98,00% na absorvância o que indicou uma elevada eficiência do tratamento no que diz respeito a uma adequação à resolução CONAMA 430 de 2011. Outros parâmetros foram analisados a fim de obter informações mais seguras a cerca do tratamento proposto, e com redução de 91,49% de Carbono Orgânico Total (COT), 99,67% de óleos de graxas, 98,81% de sólidos suspensos totais (SST), 73,05% de surfactantes e 64,68% de fenóis totais, a reação de Fenton foi considerada um processo de elevada eficiência no tratamento de efluente da linha de produção de filtro solar. Após a aplicação deste tratamento em efluente simulado, o próximo passo foi à aplicação da metodologia ao efluente cosmético real da linha de produção de filtro solar. Com o processo de otimização, a concentração “ótima” de Fe+2 e H2O2 foi de 110 mgL-1 e 700 mgL-1, respectivamente e um valor de pH 4,5. Nestas condições, as mesmas análises do efluente simulado foram realizadas e os valores de remoção foram 90,75% de Demanda Química de Oxigênio (DQO), 99,61% de turbidez, 98,24% de absorvância, 96,24% de Carbono Orgânico Total (COT), 99,26% de óleos e graxas, 97,36% de sólidos suspensos totais (SST), 73,12% de surfactantes e 81,85% de fenóis totais. O tempo total de tratamento foi de 226 minutos e 30 segundos. Com estas remoções o tratamento com o efluente real foi considerado de extrema eficiência para uma possível aplicação da metodologia no segmento industrial, cabe salientar que quando aplicados de maneira isolada, os processos oxidativos avançados não apresentam boa eficiência, no entanto, neste trabalho o tratamento via reação de Fenton integrado à tecnologia coagulação/floculação apresentou elevada capacidade para uma aplicação em escala real no segmento cosmético. Advanced oxidation processes are consolidated technologies when it comes to treatment of industrial wastewater. Such processes are based on the generation of the hydroxyl radical (• HO), with high potential to oxidize organic matter (2,8eV). These, because they are poorly selective and highly reactive, oxidize the organic matter from promoting an increase in the biodegradable fraction to a possible complete mineralization of the contaminant in the wastewater. Among the advanced oxidation processes, the Fenton’s reagent stands out for its simplicity, low treatment time and low economic value. This reaction proceeds by catalytic decomposition of hydrogen peroxide (H2O2), in acid pH, by oxidizing Fe+2 to Fe+3 with the subsequent generation of the hydroxyl radical. In the Fenton’s reaction, some intermediate reactions give a unique characteristic to the process during the treatment which stand out hydrolysis of Fe+2 and Fe+3 forming a series of aqueous ferrous and ferric complexes which enable the occurrence of Process coagulation / flocculation with subsequent formation of sludge. The integration of these two technologies confers the treated wastewater a significant increase in contaminant removal, because, from this stage, the process of sedimentation, there is the drag of a large amount of non-degraded organic matter via chemical oxidation, in the form of sludge. In this work the application of integrated Fenton’s reaction to coagulation / flocculation in the treatment of cosmetic wastewater sunscreen lotion production line. The treatment was performed at Jar Test equipment with one liter volume: carried out rapid mixing at 300 rpm for 20 seconds after the addition of ferrous sulfate heptahydrate, subsequently slow mixing at 30 rpm for 6 minutes and 10 seconds after the addition of hydrogen peroxide. After this sequence, each test was allowed to rest on sedimentation for 60 minutes. The entire process took place at ambient temperature. At first the treatment was executed in a simulated wastewater from a sunscreen acquired in a cosmetics industry in the metropolitan area of Goiânia. After optimization of the concentration of 22,12 mgL-1 Fe+2, 500 mgL-1 H2O2 and pH 4.0, we observed a reduction of 82.56% in the chemical oxygen demand (COD) , 97.33% and 98.00% in turbidity in absorbance which indicated a high efficiency of the treatment in regard to an adjustment to CONAMA Resolution 430 2011. Other parameters were analyzed in order to obtain reliable information about the proposed treatment, and a reduction of 91.49% of Total Organic Carbon (TOC), 99.67% of oils and greases, 98.81% of total suspended solids (TSS), 73.05% of surfactants and 64.68 % of total phenols. The total treatment time was 226 minutes and 30 seconds. With these removal treatment with the actual wastewater was considered extremely efficient for a possible application of this methodology in the industrial segment, it should be observed that when applied in an isolated way, the advanced oxidation processes do not have good efficiency, however, in this study the treatment means Fenton’s reaction integrated technology coagulation / flocculation has a high capacity for a full-scale application in the cosmetic segment.

Compostos de coordenação utilizando ácidos dicarboxílicos com lantanídeos têm atraído grande interesse, devido às suas aplicabilidades como compostos moleculares de estrutura porosa (MOF: Metal-Organic Frameworks) e suas características luminescentes. Os isoftalatos de alguns lantanídeos pesados foram sintetizados no estado sólido e caracterizados utilizando as técnicas: Espectroscopia de absorção na região do infravermelho; Técnicas termoanalíticas (TG-DSC simultânea em atmosfera de ar e em atmosfera de N2, DTG, DSC, TG-FTIR). A estequiometria dos compostos foi confirmada e o número águas de hidratação identificada a partir das curvas TG, definindo a fórmula dos compostos como: Ln2(Isoftal)3.nH2O, onde Ln= Lantanídeos; Isoftal= isoftalato; n= 4,5 (Dy), 7,5 (Er), 8,5 (Tm), 8 (Yb), e 9 (Lu). Os compostos apresentam o mesmo mecanismo de decomposição térmica com formação dos respectivos óxidos de lantanídeos quando analisados em atmosfera de ar, e formação de intermediários carbonáceos quando analisados em atmosfera inerte (N2). A identidade dos gases gerados durante a desidratação e decomposição dos compostos identificados, como: H2O, CO2, CO e alguns traços de compostos orgânicos, utilizando a técnica acoplada TG-FTIR. Os espectros de absorção na região do infravermelho sugerem que a coordenação metal-ligante seja na forma bidentada em ponte. Coordination compounds using dicarboxylic acids and lanthanides have attracted a great interest because their application as Metal-Organic Frameworks (MOF) and its luminescent characteristics. The heavy lanthanides isophthalates have synthesized in solid state and characterized using the techniques: Infrared absorption spectroscopy; Thermoanalytical techniques (TG-DSC simultaneously in air atmosphere and N2 atmosphere, DTG, DSC, TG-FTIR). The compounds stoichiometry were confirmed and the number of hydration waters were identified from the TG curves, defining the compounds of formula Ln2(Isoftal)3.nH2O, where Ln = Lanthanides; Isoftal = isophthalate; n = 4,5 (Dy), 7,5 (Er), 8,5 (m), 8 (Yb), and 9 (Lu). The compounds have the same thermal decomposition mechanism with formation of the respective lanthanide oxides when analyzed under air atmosphere, and formation of carbonaceous intermediates when analyzed under inert atmosphere (N2). The identity of gases during the dehydration and the decomposition of compounds identified as H2O, CO2, CO, and some traces of organic compounds, using coupled technique TG-FTIR. The infrared absorption spectra suggest that metal-ligand coordination is bridge bidentate. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

O presente trabalho descreve alguns avanços instrumentais relacionados à construção de um detector condutométrico de alta resolução e também ao uso de eletrodos iônicos para detecção condutométrica sem contato (C4D) acoplada aos microssistemas eletroforéticos (MSE). Além disso, o trabalho também descreve o desenvolvimento de metodologia para a análise de açúcares voltadas à aplicações na produção do etanol de 2ª geração. Inicialmente, foi construído e otimizado um detector condutométrico para MSE baseado na eletrônica OpenC4D. Os valores de frequência e amplitude obtidos com a otimização foram de 400 kHz e 4 Vpp, respectivamente. Com os valores otimizados, o detector se mostrou versátil ao utilizá-lo em MSE fabricados em diferentes substratos. Para a construção dos eletrodos iônicos, primeiramente foram gravados canais em placas poliméricas e selados com uma membrana adesiva. Um microchip de PDMS foi selado reversivelmente contra este suporte. Em comparação aos eletrodos metálicos, os eletrodos iônicos oferecem algumas vantagens, tais como, simplicidade, facilidade de fabricação, e baixo custo por dispositivo. Diferentes soluções foram avaliadas como eletrodos, dentre as quais a solução de KCl 2 mol/L forneceu os melhores resultados em termos de intensidade de sinal. O desempenho analítico dos novos eletrodos foi avaliado para a separação de uma mistura padrão de K+, Na+ e Li+ (300 μmol/L cada). Neste estudo, foram obtidos limites de detecção entre 28 e 58 μmol/L. Estes valores são comparáveis aos obtidos com os convencionais eletrodos metálicos. Uma metodologia para separação de frutose, glicose e sacarose utilizando um sistema comercial de MSE-C4D foi proposta. As análises foram baseadas na utilização de um pH alcalino (>12) que garante a ionização destas espécies para a forma aniônica. Após a otimização das condições experimentais onde um tampão composto por NaOH/Na2HPO4 75/10 mmol/\L foi o que forneceu melhores resultados em temos de resolução entre par frutose e glicose. com estas condições uma mistura contendo frutose, galactose, glicose, lactose e sacarose foi separada em um tempo de 3 min. The current work describes some instrumental advances on contactless conductivity detection (C4D) as well as the development of ionic electrodes to be coupled on microchips electrophoresis (MSE). Firstly, was constructed a high-resolution C4D detector based on openC4D electronic. Frequency and amplitude was optimized resulting in 400 kHz and 4 Vpp, respectively, for optimal values. These conditions was able to be used in different MSE devices including polymethylmethacrylate, polydimethysiloxane and polyester-toner. For liquid electrodes fabrication, channels were engraved on a polymeric plate using a CO2 laser system and sealed with adhesive membrane. After that, PDMS microchip was reversibly sealed against the polymer membrane. The electrode channels were filled with different ionc solutions (KCl, NaCl and LiCl). The KCl solution with 2 mol/L provide the best peak intensity. Then analytical performance of the ionic electrode was test in a separation of K+, Na+ e Li+ (300 μmo/L each). A good separation was observed and limit of detection achieved were 28, 40 and 58 μmol/L for K+, Na+ e Li+, respectively. The biggest advantage the use of ionic electrode are related of easiness fabrication process, simplicity and lower cost per device. Additionally, a commercial system of MSE-C4D was propose in a separation of sugars. The analytical separation was realized under the alkaline condition (pH>12), in order to provide the negative charge for sugars. After optimization of buffer and experimental conditions, a mixture containing fructose, galactose, glucose, lactose and sucrose was separated in less 3 min. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Quitosana e derivados podem ser utilizados no processo de adsorção. Derivados de quitosana sintetizados através de reações químicas têm sido obtidos para melhorar sua solubilidade em água, na qual pode-se citar a carboximetilquitosana. A carboximetilquitosana é empregada para a remoção de íons de metais, porém, a fim de melhorar sua seletividade de adsorção, modificações químicas têm sido aplicadas, como a reticulação com glutaraldeído, que é utilizada para reforçar a seletividade de adsorção, além de permitir a regeneração e reutilização. No presente trabalho foi otimizado, através de um delineamento composto central 23, o processo de carboximetilação da quitosana, na qual se variou a massa das soluções de ácido monocloroacético e de hidróxido de sódio, além do tempo reacional. As amostras foram caracterizadas quanto ao grau de substituição, solubilidade em água e infravermelho, na qual o melhor resultado obtido foi empregando 23 g de solução NaOH 40%, 17,5 g de solução de ácido monocloroacético : isopropanol 1/1 (g/g) e tempo reacional de 10,6 h, obtendo-se grau de substituição de 1,85 e solubilidade de 99,70%. Após a otimização, foram selecionadas três amostras com valores de grau de substituição (GS) distintos entre si (0,82; 1,61 e 1,09), sendo reticuladas com glutaraldeído, as quais tiveram seu grau de reticulação determinado, para logo depois serem empregas em um estudo adsortivo, em que se observou que a adsorção segue mecanismo de pseudo-segunda ordem, isoterma de Langmüir, com valor de qmáx que variaram de 49 a 59,524 mg g-1, e o processo obtido foi exotérmico. Por fim, as amostras foram caracterizadas quanto à solubilidade em diferentes faixas de pH e massa molar viscosimétrica, sendo que quanto maior o grau de substituição (GS), maior foi a solubilidade em diferentes faixas de pH e menor a massa molar viscosimétrica, por espectroscopia vibracional na região do infravermelho, difração de raio-X e análise termogravimétrica, que comprovaram a carboximetilação, reticulação e complexação com íons cobre (II). Toxic metals are naturally found in mineral deposits, but arise in natural waters due to discharge of industrial effluents. The removal of these metals is indispensable, however, conventional methods become inefficient when these metals are present in trace levels, with the adsorption appears as an interesting alternative. Chitosan and derivatives can be used in the adsorption process. Chitosan derivatives synthesized via chemical reactions have been obtained to improve its solubility in water, in which one can mention the CMC. The CMC is used for the removal of metal ions, however, in order to improve its selectivity for adsorption, chemical modifications have been applied, such as crosslinking with glutaraldehyde, which is used to enhance the selectivity of adsorption, and allow regeneration and reuse. In the present study was optimized using a central composite design 23, the process of carboxymethylation of chitosan, in which the mass of the solutions ranged from monochloroacetic acid and sodium hydroxide, addition of reaction time. The samples were characterized as to degree of substitution, and infrared solubility in water, in which the best result was obtained using 23 g of 40% NaOH solution, 17.5 g of monochloroacetic acid solution: isopropanol 1/1 (g / g ) and reaction time of 10.6 h, yielding degree of substitution of 1.85 and solubility of 99.70%. After optimization, three samples with different values of degree of substitution between them (0.82, 1.61 and 1.09) were selected, which were characterized for solubility in different ranges of pH and molar mass viscosimetric, and as GS higher, the higher the solubility at different pH ranges and lower viscosimetric molecular weight. They were then crosslinked with glutaraldehyde, which had its degree of crosslinking determined to be soon after you incorporate adsorptive on a study, which noted that the adsorption follows pseudo-secondorder mechanism, the Langmuir isotherm, with a value of Qmax that ranging from 49 to 59.524 mg-1 g, and the exothermic process was obtained. Finally, the samples were characterized by vibrational spectroscopy in the infrared, X-ray diffraction and thermogravimetric analysis, which confirmed the carboxymethylation and complexation with copper (II) ions. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

A microfluídica possibilita a manipulação de pequenos volumes de fluidos em canais com dimensões micrométricas proporcionando diversas vantagens analíticas e aplicações em diferentes áreas do conhecimento. A evolução das análises envolvendo DNA em microescala busca revolucionar as técnicas analíticas e as manipulações convencionais de laboratório. No presente trabalho, foram construídos dispositivos microfluídicos de poliéster-toner (PT) para realizar a extração dinâmica de DNA em fase sólida (dSPE) com partículas de sílica magnéticas e a amplificação de longos segmentos de DNA através da Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) das bactérias Azospirillum brasilense AbV5 e Escherichia coli BL21 transformada com plasmídeo pGEX-4T-3. Por meio da quantificação das frações eluídas na extração da DNA foram elaborados os gráficos do perfil de eluição para avaliação da quantidade de DNA extraído antes e após a agitação das partículas magnéticas de sílica e o cálculo da eficiência de extração. A amplificação de DNA pela PCR foi realizada em sistema homemade por meio de aquecimento mediado por radiação infravermelha (IV) sendo a temperatura controlada por um termopar com o auxílio do software LabVIEW. A extração de DNA realizada em microchips de PT mostrou-se um método rápido, com alta eficiência de extração e pureza, podendo ser amplificado posteriormente pela PCR. Foram obtidos produtos amplificados pela PCR em dispositivos microfluídicos de PT utilizando o par de primer Y1 e Y3 corresponde ao gene 16S rDNA do DNA da bactéria A. brasilense AbV5 e o par de primer blaTEM forward e blaTEM reverse correspondente ao gene codificador de resistência a antibióticos do DNA da bactéria E. coli BL21. Os produtos amplificados foram separados por eletroforese no Bioanalyzer apresentando picos de fluorescência correspondentes a 1500 e 1150 pares de bases para as bactérias A. brasilense AbV5 e E. coli BL21, respectivamente. Os resultados demonstraram pela primeira vez o sucesso do uso de microchips de PT para as análises de DNA de bactérias. The microfluidic enables the manipulation of small volumes of fluids in micrometer channels providing several analytical advantages and applications in different areas. The evolution of microscale analysis seeks to revolutionize the analytical techniques and the conventional laboratory manipulations. In this work, polyester-toner (PT) microfluidic devices were constructed to perform dynamic solid phase DNA extraction (dSPE) with magnetic silica beads and amplification by Polymerase Chain Reaction (PCR) from Azospirillum brasilense AbV5 and Escherichia coli BL21 transformed with pGEX-4T-3 plasmid. By the eluted fractions quantification in the DNA extraction were elaborated the graphics of the elution profile for evaluation of the amount of DNA extracted before and after the magnetic silica beads agitation and the calculation of extraction efficiency. The DNA amplification by PCR was performed on a homemade system by heating mediated by infrared radiation (IR) and temperature controlled by a thermocouple with the aid of LabVIEW software. The DNA extraction performed in PT microchips showed to be fast, with high efficient extraction and purity, that can be amplified in downstream PCR amplification. Amplified products were obtained by PCR using the primer pair Y1 and Y3 correspond to the 16S rDNA gene of the DNA of A. brasilense AbV5 bacteria and the primer pair blaTEM forward and blaTEM reverse correspond to the antibiotic resistance encoding gene of the DNA of E. coli BL21 bacteria. The amplified products were separated by electrophoresis on Bioanalyzer showing fluorescence peaks corresponding to 1500 and 1150 base pairs for the A. brasilense AbV5 and E. coli BL21 bacteria, respectively. The results demonstrate for the first time the successful use of PT microchips for DNA analysis from bacteria. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

O cromo hexavalente [Cr(VI)] é um metal tóxico capaz de desencadear eventos toxicológicos no organismo, pois ultrapassa as membranas celulares e promove o aumento da produção de espécies reativas de oxigênio (ERO). Esses produtos, por sua vez, danificam as macromoléculas celulares, inibindo suas funções e favorecendo a morte celular por apoptose. Em vista disso, acredita-se que o uso de antioxidantes pode minimizar os danos induzidos por este metal. Nesse contexto, a espécie vegetal Eugenia dysenterica DC. (Myrtaceae), nativa do bioma Cerrado, tem sido estudada por apresentar altos níveis de polifenóis, substâncias que reconhecidamente têm potencial antioxidante. Ademais, é tradicionalmente utilizada na medicina popular e apresenta importância alimentar e econômica. Assim, neste trabalho, os efeitos in vitro e in vivo do extrato hidroalcoólico das folhas da Eugenia dysenterica (EED) sobre a linhagem celular AMJ2-C11 e em camundongos expostos ao Cr(VI), respectivamente, foram investigados. Em paralelo, a atividade antioxidante do EED também foi investigada através dos métodos de captura do radical livre 2,2-difenil-1-picrilidrazila (DPPH•) e da co-oxidação do β-caroteno/ácido linoléico. In vitro, o pré-tratamento das células AMJ2-C11 com EED (20, 40 ou 80 μg/mL) seguido de exposição ao Cr(VI) (100, 250 ou 500 μM) resultou em um aumento da viabilidade celular, de forma concentração dependente. Além disso, estudos mecanísticos utilizando citômetro de fluxo (ciclo celular, anexina V, caspases ativas, ERO e rodamina 123) e de morfologia celular evidenciaram que o EED protegeu as células da apoptose desencadeada pelo Cr(VI), além de reduzir os níveis intracelulares de ERO e impedir a perda do potencial de membrana mitocondrial. Adicionalmente, foi observado relevante potencial antioxidante do EED. In vivo, o tratamento profilático por 10 dias com EED (50, 100 ou 200 mg/kg/dia) e subsequente exposição a uma dose subletal de Cr(VI) (30 mg/kg) promoveu redução dos níveis de Cr nos rins, fígado e plasma, além de prevenir alterações hepáticas e renais causadas por esse metal. Além disso, o tratamento dos animais com EED (50, 100, 125, 200, 250 ou 500 mg/kg/dia) seguido de exposição a uma dose letal de Cr(VI) (50 mg/kg) promoveu um aumento da sobrevida dos animais expostos, principalmente nas doses de 50, 100 e 125 mg/kg. Por conseguinte, o presente estudo demonstrou que o EED Hexavalent chromium [Cr(VI)] is a toxic metal that triggers toxicity events in the body, penetrating cell membranes and increasing reactive oxygen species (ROS). These products, in turn, damage cellular macromolecules, inhibiting their functions and enhancing cell death via apoptosis. Therefore, it has been suggested that the use of antioxidants can minimize the damage induced by this metal. In this context, the Eugenia dysenterica DC. (Myrtaceae) plant species, native from Cerrado biome, has been studied because it presents high levels of polyphenols, substances with known antioxidant potential. Moreover, it is traditionally used in folk medicine and presents food and economic importance. In this work, in vitro and in vivo effects of the Eugenia dysenterica DC. leaf hydroalcoholic extract (EDE) on AMJ2-C11 cell line and mice exposed to Cr(VI), respectively, were investigated. In parallel, the antioxidant activity of EDE was also investigated by the methods of 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH•) free radical capturing and co-oxidation of β-caroteno/linoleic acid. In vitro, pre-treatment of AMJ2-C11 cells with EDE (20, 40 ou 80 μg/mL) followed by exposure to Cr(VI) (100, 250 ou 500 μM) resulted in a concentration-dependent increase of cell viability. Furthermore, mechanistic studies of flow cytometry (cell cycle, annexin V, active caspases, ROS and rhodamine 123) and cell morphology showed that the EDE protected the cells from apoptosis triggered by Cr(VI), and reduced the ROS intracellular levels and prevented the loss of mitochondrial membrane potential. Additionally, significant antioxidant potential of EDE was observed. In vivo, prophylactic treatment for 10 days with EDE (50, 100 ou 200 mg/kg/day) and subsequent exposure to a sublethal dose of Cr(VI) (30 mg/kg) induced a decrease in Cr levels in the kidneys, liver and plasm, besides preventing liver and kidney changes caused by this metal. Moreover, treatment of animals with EDE (50, 100, 125, 200, 250 ou 500 mg/kg/day) followed by exposure to a lethal dose of Cr(VI) (50 mg/kg) induced an increase in the survival of exposed animals, especially at the doses of 50, 100 and 125 mg/kg. Therefore, the present study demonstrated that the EDE showed in vitro and in vivo effect against Cr(VI)-induced oxidative toxicity.

Biodiesel is the fuel obtained from vegetable oils or animal fats that can partially or totally replace diesel oil. Besides being obtained from renewable sources, biodiesel is less polluting than diesel and biodegradable. One disadvantage of biodiesel is the byproduct of transesterification reaction of raw material, glycerol, which can cause damages to combustion engines and therefore is limited to 0.25 % (m/m) as total glycerol and 0.02 % (m/m) as free glycerol according to technical regulations as ANP 7, ASTM D 6751 and EN 14214. This paper proposes an amperometric method for the determination of free glycerol in biodiesel at gold electrode in basic medium, coupled with flow injection analysis system (FIA). Voltammetric characterization was made from -0.8 to 0.5 V, verifying an electrochemical profile consistent with literature. To glycerol determination in the FIA system, multiple pulse amperometry was used with application of three sequential potentials: -0.2, 0.25 and 0.7 V, each one applied for 100 ms. Free glycerol was extracted to the analyzed aqueous phase by vortex stirring (5 min) followed by centrifugation (5 min). FIA system was evaluated in order to obtain the highest current signal to glycerol detection. Best conditions were sampling loop of 150 μL and flow of 4.0 mL min-1. To validate some parameters as repeatability, linearity, recovery, detection and quantification limits were determined. The repeatability had low standard deviation (4.8% with 14 injections), high analytical frequency (100 injections h-1), recovery values from 96% to 117 %, linear range from 49.10 to 2288 μmol L-1, detection limit of 14.73 μmol L-1 e quantification limit of 49.10 μmol L-1. Therefore, the determination of free glycerol in biodiesel based on aqueous extraction and gold electrode detection in basic medium under flow can be used to determine concentrations less than 15.0 μmol L-1 glycerol, while the regulated upper limit is 200 ppm, which corresponds to 2.17 mmol L-1. O biodiesel é o combustível derivado de óleos vegetais ou gorduras animais que pode substituir parcial ou totalmente o diesel de petróleo. Além de ser obtido de fontes renováveis, é menos poluente que diesel de petróleo e biodegradável. Uma desvantagem do biodiesel é o coproduto da reação de transesterificação da matéria prima, o glicerol, que pode causar danos aos motores de combustão e, por isso, é limitado a 0,25 % (m/m) como glicerol total, e 0,02 % (m/m) como glicerol livre, por regulamentações técnicas como a ANP 7, ASTM D 6751 e EN 14214. Este trabalho propõe um método de determinação amperométrica de glicerol livre em biodiesel utilizando eletrodo de ouro como detector, em meio básico, acoplado a sistema de análise por injeção em fluxo (FIA). A caracterização voltamétrica do glicerol foi realizada de -0,8 a 0,5 V, verificando o perfil eletroquímico típico concordante com a literatura. Para a determinação de glicerol no sistema FIA, foi empregada a amperometria de múltiplos pulsos sendo aplicados três pulsos de potencial sequenciais: -0,2; 0,25 e 0,7 V, cada um aplicado por 100 ms. O glicerol livre foi extraído para a fase aquosa analisada por meio de agitação em vortex seguida por centrifugação. O sistema FIA foi avaliado em função da obtenção do maior sinal de corrente para a detecção de glicerol. As melhores condições foram 150 μL de alça de amostragem e vazão de 4,0 mL min-1. Para validação foram determinados alguns parâmetros como repetitividade, linearidade, recuperação, limites de detecção e quantificação. Os seguintes resultados foram obtidos: repetitividade com baixo desvio padrão (4,8% para 14 injeções), alta frequência analítica (100 injeções h-1), valores de recuperação de 96% a 117%, faixa linear de 49,10 a 2288 μmol L-1, limite de detecção de 14,73 μmol L-1 e limite de quantificação de 49,10 μmol L-1. Portanto, a determinação de glicerol livre em biodiesel com extração aquosa e detecção em eletrodo de ouro em meio básico sob fluxo pode ser utilizada para determinar concentrações menores que 15,0 μmol L-1 de glicerol, enquanto que o limite máximo regulamentado é de 200 ppm, o que corresponde a 2,17 mmol L-1. Mestre em Química