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Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2022-04-08T13:46:55Z No. of bitstreams: 1 Raphael Fonseca do Nascimento.pdf: 4120740 bytes, checksum: af2041f02a913235571c97ca67be8af1 (MD5) Made available in DSpace on 2022-04-08T13:46:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Raphael Fonseca do Nascimento.pdf: 4120740 bytes, checksum: af2041f02a913235571c97ca67be8af1 (MD5) Previous issue date: 2019-12-20 Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Oxidative damage in biological molecules, such as double-stranded DNA (dsDNA) and proteins are associated with numerous pathologies in the human body, such as cancer. Thus, it is of great relevance to investigate the redox mechanisms that occur in vivo for different biological processes. The present study aims to investigate the redox behavior of the biomarkers of human diseases, 7-methyl-guanosine (7-mGuo), ortho-tyrosina (o-Tyr) and 3-nitro-tyrosine (3-NO2-Tyr) on glassy carbon electrode (GCE) using voltammetric techniques, such as cyclic voltammetry (CV), square wave voltammetry (SWV), differential pulse voltammetry (DPV), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The electrochemical results of o-Tyr and 3-NO2-Tyr were also compared with the para-tyrosine (p-Tyr). Electroanalytical methodologies for the detection and quantification of these species were also investigated and developed in the absence and presence of possible interferences. Oxidation of the 7-mGuo on GCE occurs in single step pH-dependent irreversible pathway with the transfer of one electron and one proton with formation of polymer products absorbing on the electrode surface. An oxidation mechanism of 7-mGuo has been proposed. An electroanalytical method for quantification of 7-mGuo at physiological pH, using GCE and DPV was proposed, with a detection limit of 3.26 μmol L-1 and limit of quantification of 10,88 μmol L-1. Electrochemical detection of 7-mGuo was also investigated in the presence of potential interference of guanine, guanosine and 7-methylguanine (7-mGua). The study showed that the anodic peak of 7-mGuo suffered no interference of these species, since oxidation occurs in a very different potential. In general, the p- and o-Tyr undergo oxidation in a single irreversible step pH-dependent, with the transfer of one electron and one proton, from the phenolic group to formation of Tyr phenoxy radical (Tyr●). However, while the p-Tyr● radical preferably polymerizes, forming a resistive film on the GCE surface, the o-Tyr● reacts preferentially with water with formation of o- and p-quinone derivatives, that are adsorbed and reversibly reduced on the GCE surface. In relation the 3-NO2-Tyr its oxidation occurs, in general, in two irreversible steps. The first step is pH-dependent, while the second is pH-independent, indicating the absence of protons in the process. The first process correspond to the oxidation of the phenolic group to form 3-NO2-Tyr●, which reacts in different ways, polymerizing, forming a resistive film on the GCE surface and/or being directly electro-oxidized to a cationic product (second step). The voltammetric data also showed that the 3-NO2-Tyr phenol group is more difficult to oxidize when compared to p- and o-Tyr molecules. Moreover, unlike p-Tyr and o-Tyr that present no cathodic peak, 3-NO2-Tyr suffers in acid medium electro-reduction in a single irreversible step with formation of two electroactive products. Such processes were assigned to the reduction of the nitro group to form hydroxylamine and amine. Thus, is clearly demonstrated that the nitro group attached, as well as the phenolic group position at the Tyr molecule, strongly influence its redox properties. The redox mechanism of o-Tyr and 3-NO2-Tyr are presented and discussed. A voltammetric method for detection and quantification of 3-NO2-Tyr in physiological medium using DPV was also proposed and a concentration range of 20 to 200 μmol L-1, presented a correlation coefficient of 0.998 and a detection limit of 6, 21 μmol L-1. The knowledge of redox mechanisms of the biomarkers of human diseases, 7-mGuo, o-Tyr and 3-NO2-Tyr, as well as the proposed electroanalytical methods for their quantification correlates and are important in the literature, as basic knowledge to future interpretation and applications in molecular biochemistry. Danos oxidativos em moléculas biológicas, como no DNA de dupla hélice (dsDNA) e proteínas, estão associados com inúmeras patologias no organismo, tais como câncer. Assim é de grande relevância investigar os mecanismos redox que ocorrem in-vivo para diferentes processos biológicos. O presente trabalho tem como objetivo principal investigar o comportamento redox dos biomarcadores de doenças humanas, a 7-metil-guanosina (7-mGuo), orto-tirosina (o-Tyr) e 3-nitro-tirosina (3-NO2-Tyr) em eletrodo de carbono vítreo (GCE), utilizando técnicas voltamétricas, como voltametria cíclica (CV), voltametria de onda quadrada (SWV) e voltametria de pulso diferencial (DPV), bem como espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Os resultados eletroquímicos da o-Tyr e da 3-NO2-Tyr também foram comparados aos da para-tirosina (p-Tyr). Metodologias eletroanalíticas para detecção e quantificação dessas espécies também foram investigadas e desenvolvidas na ausência e na presença de possíveis interferentes. A oxidação da 7-mGuo no GCE ocorre em uma única etapa irreversível dependente do pH, com a transferência de um elétron e um próton com a formação de produtos poliméricos que adsorvem fortemente na superfície do eletrodo. Um mecanismo da oxidação da 7-mGuo foi proposto a partir da análise dos resultados. Um método eletroanalítico para quantificação da 7-mGuo em pH fisiológico, utilizando GCE e DPV foi proposto, com um limite de detecção de 3,26 μmol L-1 e limite de quantificação de 10,88 μmol L-1. A detecção eletroquímica da 7-mGuo também foi investigada na presença dos potenciais interferentes, guanina, guanosina e 7-metilguanina (7-mGua). O estudo demonstrou que o pico anódico da 7-mGuo não sofreu nenhuma interferência dessas espécies, uma vez que sua oxidação ocorre em um potencial bastante distinto. Em geral, a p- e o-Tyr sofrem oxidação em uma única etapa irreversível, dependente do pH, com a transferência de um elétron e um próton, do grupo fenólico para a formação do radical fenóxi (Tyr●). No entanto, enquanto o radical da p-Tyr● polimeriza preferencialmente, formando um filme resistivo na superfície do GCE, o da o-Tyr● reage preferencialmente com água com a formação de derivados de o- e p-quinonas. Em relação a 3-NO2-Tyr, sua oxidação ocorre em duas etapas consecutivas irreversíveis. A primeira etapa é dependente do pH, enquanto a segunda é independente, indicando a ausência de prótons no processo. O primeiro processo corresponde à oxidação do grupo fenólico para formação do radical intermediário 3-NO2-Tyr●, o qual pode reagir em meio aquoso de diferentes maneiras, polimerizando, formando um filme resistivo na superfície do GCE e / ou sendo diretamente eletro-oxidado a um produto catiônico (segunda etapa). Os dados voltamétricos também mostraram que o grupo fenol da 3-NO2-Tyr é mais difícil de oxidar quando comparado às moléculas da p- e da o-Tyr. Além disso, diferentemente da p-Tyr e o-Tyr que não apresentam picos catódicos, a 3-NO2-Tyr sofre eletroredução em meio ácido em uma única etapa irreversível com a formação de dois produtos eletroativos. Tais processos foram atribuídos à redução do grupo nitro para formação da hidroxilamina e amina. Assim, é claramente demonstrado que a posição do grupo fenólico na molécula da Tyr, bem como a presença do grupo nitro, influenciam fortemente suas propriedades redox. O mecanismo redox da o-Tyr e da 3-NO2-Tyr são apresentados e discutidos. Um método voltamétrico para detecção e quantificação da 3-NO2-Tyr em meio neutro utilizando DPV foi também proposto e na faixa de concentração de 20 a 200 mol L-1, apresentou um coeficiente de correlação de 0,998 e um limite de detecção de 6,21 mol L-1. O conhecimento dos mecanismos redox dessas espécies investigadas, 7-mGuo, o-Tyr e 3-NO2-Tyr, assim como os métodos eletroanalíticos propostos para suas quantificações se correlacionam e são importantes para literatura, como conhecimentos básicos para futuras interpretações e aplicações na bioquímica molecular.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2022-04-07T15:28:33Z No. of bitstreams: 1 Jose Ailton Mota Nascimento.pdf: 4184503 bytes, checksum: bcf16983c13d24a3864c6e5698873ade (MD5) Made available in DSpace on 2022-04-07T15:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jose Ailton Mota Nascimento.pdf: 4184503 bytes, checksum: bcf16983c13d24a3864c6e5698873ade (MD5) Previous issue date: 2019-10-25 Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq An electrochemical study of 3-nitro-tyrosine (3-NO2-Tyr), in aqueous medium, was performed on different electrochemical substrates, glassy carbon electrode (GCE), platinum and gold electrode, using voltammetric techniques, such as cyclic voltammetry (CV), square wave voltammetry (SWV) and differential pulse voltammetry (DPV), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), to investigate its oxidation mechanism, as well as its reactivity / toxicity to the double-strands DNA molecule (dsDNA). para-Tyrosine electro-oxidation in aqueous media was also investigated and compared with 3-NO2-Tyr. Potentialities of 3-NO2-Tyr oxidation properties for electroanalytical applications were also studied. The electrochemical results, in general, showed that 3-NO2-Tyr undergoes electro-oxidation in aqueous medium in a single irreversible pH-dependent step, losing one electron and one proton in the phenolic group and forming non-electroactive products, that are adsorbed strongly on all used electrodes. In addition, the phenolic group present in the 3-NO2-Tyr structure was found to be more difficult to oxidize (~ 170 mV) when compared to its electro-oxidation in the para-tyrosine molecule, possibly due to the influence of the nitro group. an electron withdrawing group. The mass transport of 3-NO2-Tyr to the electrode surface was investigated at platinum electrode and it was established that it is predominantly diffusion controlled. Electroanalytical methods for detection and quantification of 3-NO2-Tyr were proposed at GCE, gold and platinum electrode, the detection limits (LOD) and quantification (LOQ) of these methods were calculated and compared. At GCE the LOD was 0.17 μmol L-1, in the platinum electrode was 6,81 μmol L-1, while in the gold electrode was 7,33 μmol L-1, demonstrating a better sensitivity for detection and quantification of 3-NO2-Tyr. at GCE. Finally, the DPV and gel electrophoresis results clearly demonstrated a 3-NO2-Tyr interaction with dsDNA molecule in physiological medium (pH = 7.0), since the DPV results over incubation time of 3-NO2-Tyr with DNA, detected a significant decrease or the complete disappearance of the anodic peak associated with 3-NO2-Tyr oxidation, at E = 0.70 V, while electrophoresis results detected a very significant decrease in the ethidium bromide fluorescence. Thus, it was established the interaction of 3-NO2-Tyr possibly via its intercalation in the DNA double helix and with formation of a stable 3-NO2-Tyr-dsDNA complex, hindering the oxidation of 3-NO2-Tyr on the GCE, as well as the intercalation of the fluorescent biomarker, ethidium bromide, on the dsDNA. Um estudo eletroquímico da 3-nitro-tirosina (3-NO2-Tyr), em meio aquoso, foi realizado em diferentes substratos eletroquímicos, eletrodo de carbono vítreo (GCE), platina e ouro, utilizando técnicas voltamétricas, como voltametria cíclica (CV), voltametria de onda quadrada (SWV) e voltametria de pulso diferencial (DPV) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), com a finalidade de investigar o seu mecanismo de oxidação, bem como sua reatividade/toxicidade frente à molécula do DNA de fita dupla (dsDNA). A eletro-oxidação da para-tirosina, em meio aquoso, foi também investigada e comparada com a 3-NO2-Tyr. Potencialidades das propriedades de oxidação da 3-NO2-Tyr para aplicações eletroanalíticas também foram estudadas. Os resultados eletroquímicos, no geral, demonstraram que a 3-NO2-Tyr sofre eletro-oxidação, em meio aquoso, em uma única etapa irreversível dependente do pH, perdendo um elétron e um próton no grupo fenólico e com formação de produtos não eletroativos que adsorvem fortemente nas superfícies de todos os eletrodos utilizados. Além disso, foi detectado que o grupo fenólico presente na estrutura da 3-NO2-Tyr é mais difícil de ser oxidado (~ 170 mV), quando comparado a sua eletro-oxidação na molécula da para-tirosina, possivelmente devido a influência do grupo nitro, um grupo retirador de elétrons. O transporte de massa da 3-NO2-Tyr até a superfície do eletrodo foi investigado em eletrodo de platina e foi estabelecido que o mesmo é controlado predominantemente por difusão. Métodos eletroanalíticos para detecção e quantificação da 3-NO2-Tyr foram propostos em GCE, ouro e platina, os limites de detecção (LOD) e quantificação (LOQ) desses métodos foram calculados e comparados. No GCE o LOD foi de 0,17 μmol L-1, no eletrodo de platina foi 6,81 μmol L-1, enquanto no eletrodo de ouro 7,33 μmol L-1, demonstrando uma melhor sensibilidade para detecção e quantificação da 3-NO2-Tyr no GCE. Por último, os resultados de DPV e de eletroforese em gel, demonstraram claramente uma interação da 3-NO2-Tyr frente a molécula do dsDNA em meio fisiológico (pH = 7,0), uma vez que os resultados da DPV, com o tempo de incubação da 3-NO2-Tyr com o DNA, detectaram uma queda significativa ou até o desaparecimento por completo do pico anódico associado com a oxidação da 3-NO2-Tyr, em E = 0,70 V, enquanto os resultados da eletroforese detectaram uma diminuição bem significativa da intensidade de fluorescência do brometo de etídio. Assim foi estabelecido a interação da 3-NO2-Tyr possivelmente via sua intercalação na fita dupla do DNA e com a formação de um complexo 3-NO2-Tyr-dsDNA estável, dificultando a oxidação da 3-NO2-Tyr na superfície do GCE, bem como a intercalação do biomarcador fluorescente, o brometo de etídio, no dsDNA.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2019-04-03T14:46:14Z No. of bitstreams: 1 Nathalia Lopes de Queiroz.pdf: 3439460 bytes, checksum: 9ae1078ab349c57d7ace4e005ffd53e9 (MD5) Made available in DSpace on 2019-04-03T14:46:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nathalia Lopes de Queiroz.pdf: 3439460 bytes, checksum: 9ae1078ab349c57d7ace4e005ffd53e9 (MD5) Previous issue date: 2017-07-18 Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES An electrochemical and electroanalytical study of the biomarker Fluorescein (FLSC) and the antineoplastic drugs Raltitrexed (RTX) and Procarbazine (PCZ) was carried out using voltammetric techniques and electrochemical DNA biosensors with the purpose of investigating the oxidation mechanisms of these compounds and the reactivity/toxicity of RTX and PCZ with the dsDNA molecule. Potentialities of redox properties of these compounds for electroanalytical applications were also investigated. The electrochemical and electroanalytical studies of FLSC, PCZ and RTX were performed at GCE, for a wide range of electrolytes with different pH values, using cyclic, square wave and differential pulse voltammetry. The results showed that FLSC, RTX and PCZ are electroactive and undergo irreversible electroxidation, in which FLSC and RTX are eletroxidized under diffusion controled and pH-dependent processes, while PCZ is irreversibly eletroxidized under an adsorption controled and pH-dependent process. in two consecutive steps with the formation of an electroactive product. Both oxidation steps involve the transfer of one electron and one proton, corresponding to the oxidation of the phenolic groups with formation of ortho-quinone derivatives, which are reversibly reduced to form catechol derivatives and/or polymer products. One electron and one proton are removed from the phenolic group at the C6' position in the first oxidation step and at the C3' position in the second step. A FLSC oxidation mechanism is proposed. The diffusion coefficient of FLSC was estimated in pH = 7.0 phosphate buffer (DFLSC = 9.77  10-5 cm2 s-1). A differential pulse voltammetric method for quantification of FLSC in physiological medium was proposed, with a limit of detection of 0.64 μmol L-1 and quantification of 2.13 μmol L-1. The oxidation of RTX at GCE occurs in two consecutive irreversible steps of charge transfer. The first oxidation step is pH independent and occurs with the withdrawal of one electron from the tertiary amine at the N10 position. The second step is pH dependent and involves the withdrawal of one electron and one proton from the carbon at the C9 position. It was demonstrated from the studies with the DNA biosensors the existence of an interaction via electrostatic attraction and/or intercalation between the RTX and the dsDNA molecules. On the other hand, no significant lesion on the dsDNA molecule, such as double helix breakage or oxidative damage, was detected. The oxidation of PCZ occurs in four consecutives charge transfer steps. The first, second and third steps are pH-dependent and occur with the transfer of one electron and one proton, leading to the formation of an electroactive product in acid media, while the last one is pH-independent, involving the transfer of one electron. A reaction mechanism for the electrochemical oxidation of PCZ is proposed, where, in the first and second step, the oxidation occurs on the hydrazine group, followed by isomerization and, after hydrolysis, conversion to benzaldehyde-procarbazine. The third and fourth steps are associated with the oxidation of the benzaldehyde-procarbazine with the production of the Nisopropylterephthalic acid. The chemical degradation of PCZ was investigated in different media (acid, physiological and alkaline) for different periods. A change in the anode behavior of PCZ in physiological media was attributed to the chemical degradation of PCZ with homogeneous formation of electroactive degradation product (s). The in-situ interaction of DNA with PCZ and PCZ-Cu2+ were investigated using electrochemical DNA biosensors. Damage to the dsDNA molecule was clearly detected after biosensor incubations in PCZ-Cu2+ solutions, which were associated with changes in the structure of the double helix and oxidative damage in the purine bases. The knowledge of the oxidation mechanisms of FLSC, RTX and PCZ as well as the electroanalytical methods developed for the determination of these substances and the RTX-DNA and PCZ-DNA interaction studies presented here correlate with each other and enrich the literature with information for the interpretation of the molecular biochemistry of these species. Um estudo eletroquímico e eletroanalítico do biomarcador Fluoresceína (FLSC) e dos antineoplásicos Raltitrexato (RTX) e Procarbazina (PCZ) foi realizado utilizando técnicas voltamétricas e biossensores eletroquímicos de DNA com o objetivo de investigar os mecanismos de oxidação desses compostos e a reatividade/toxicidade do RTX e da PCZ com a molécula de dsDNA. Potencialidades das propriedades redox desses compostos para aplicações eletroanalíticas também foram investigadas. Os estudos eletroquímicos e eletroanalíticos da FLSC, PCZ e RTX foram realizados em GCE, para uma ampla gama de eletrólitos suporte com diferentes valores de pHs, utilizando voltametria cíclica, de onda quadrada e de pulso diferencial. Os resultados revelaram que a FLSC, o RTX e a PCZ são eletroativos e sofrem eletroxidação irreversível, sendo a eletroxidação da FLSC e do RTX controladas predominantemente por difusão e a eletroxidação da PCZ controlada por adsorção. A oxidação da FLSC em GCE ocorre em duas etapas consecutivas com formação de um produto eletroativo em meio ácido. Ambas as etapas de oxidação envolvem a transferência de um elétron e um próton, correspondendo à oxidação dos grupos fenólicos com formação de derivados da orto-quinona, a qual pode ser reversivelmente reduzida para formar derivados de catecol, e/ou produtos poliméricos. Um elétron e um próton são retirados do grupo fenólico da posição C6’ na primeira etapa de oxidação e na posição C3’ na segunda etapa. Um mecanismo da oxidação da FLSC foi proposto. O coeficiente de difusão de FLSC foi determinado em tampão fosfato, pH = 7,0, (DFLSC = 9,77 x 10-5 cm2 s-1). Um método voltamétrico de pulso diferencial para a quantificação da FLSC em meio fisiológico foi proposto com um limite de detecção de 0,64 μmol L-1 e quantificação de 2,13 μmol L-1. A oxidação do RTX em GCE ocorre em duas etapas consecutivas irreversíveis de transferência de carga. A primeira etapa de oxidação é independente do pH e ocorre com a retirada de um elétron da amina terciária na posição N10. A segunda etapa é pH-dependente e envolve a retirada de um elétron e um próton do carbono na posição C9. Foi demonstrado a partir dos estudos com biossensores de DNA uma interação via atração eletrostática e/ou intercalação do RTX com a molécula de dsDNA. Por outro lado nenhuma lesão significativa na molécula de dsDNA, como quebra de dupla hélice ou dano oxidativo, foi detectada. A oxidação da PCZ em GCE ocorre em quatro etapas consecutivas de transferência de carga. As três primeiras etapas são dependentes do pH e ocorrem com a transferência de um elétron e um próton, levando à formação de um produto eletroativo em meio ácido, enquanto a última é independente do pH, envolvendo apenas a transferência de um elétron. Um mecanismo de oxidação para a PCZ é proposto, onde na primeira e na segunda etapa a oxidação ocorre no grupo hidrazina, seguida por isomerização e, após hidrólise, conversão em benzaldeído-procarbazina. A terceira e a quarta etapa estão associadas à oxidação da benzaldeído-procarbazina com a produção do ácido Nisopropiltereftálico. A degradação química da PCZ foi investigada em diferentes meios, ácido, fisiológico e alcalino, por diferentes períodos. Observou-se uma mudança do comportamento anódico da PCZ, em meio fisiológico, atribuída à degradação química da PCZ com formação homogênea de produto(s) de degradação eletroativo(s). A interação in-situ do DNA com a PCZ e com a PCZ-Cu2+ foi investigada utilizando biossensores eletroquímicos de DNA. Foram detectados claramente danos na molécula do dsDNA após incubações dos biossensores em soluções de PCZ-Cu2+, que foram associados a alterações na estrutura da dupla hélice e danos oxidativos nas bases purínicas. O conhecimento dos mecanismos de oxidação da FLSC, RTX e PCZ, bem como os métodos eletroanalíticos desenvolvidos para determinação destas substâncias e os estudos de interação RTXDNA e PCZ-DNA aqui apresentados se correlacionam entre si e enriquecem a literatura com informações para interpretação da bioquímica molecular destas espécies.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2017-07-31T15:13:09Z No. of bitstreams: 1 Anabel Santos Lourenço.pdf: 790187 bytes, checksum: c02ffcfd71c393ecf0383c0b768888e3 (MD5) Made available in DSpace on 2017-07-31T15:13:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Anabel Santos Lourenço.pdf: 790187 bytes, checksum: c02ffcfd71c393ecf0383c0b768888e3 (MD5) Previous issue date: 2016-07-29 Tartaric acid (TA) belongs to an important group of organic acids of low molecular weight. TA salts are employed in the pharmaceutical industry as an excipient or as a component of the active principle of various drugs, among them the Metoprolol Tartrate (MT).This compound shows relatively high solubility in water, provided by the presence of tartrate as a counter-ion. Several analytical methods can be found in the literature for MT, some of them utilizes direct determination of metoprolol, while others are based on indirect determination. Limitations of their methodologies demand the development of new analytical methods. The TA is not electroactive in conventional electrodes, however this work identified its electrocatalytic oxidation in a carbon paste electrode modified with cobalt-phthalocyanine (CoPC-CPE). The electrochemical behavior of the modified electrode was investigated by square wave voltammetry and cyclic voltammetry. The former showed well suitable for analytical applications. An analytical method, applicable to indirect determination of metoprolol in the MT and similar medicines was developed. Studies have shown that high sensitivity and peak potential is pH-dependent, and can attain a noptimum response in acetate buffer 0.05 mol L-1, pH 4.5. The absence of memory effect combined with the easy electrode preparation, led to the development of a highly sensitive and reliable method for TA. All measurements were performed in triplicate and showed a linear response in the range of15 to100 μmol L-1 (r = 0,9992). The method presents a limit of detection of 4.8μmol L-1 (3σ) and a limit of quantitation of 15.9 μmol L-1 for determination in real samples. O ácido tartárico (AT) pertence a um importante grupo de ácidos orgânicos de baixo peso molecular. Os sais de AT são utilizados na indústria farmacêutica como excipiente ou componente do princípio ativo de vários medicamentos, dentre eles o Tartarato de Metoprolol (TM). Este composto apresenta solubilidade relativamente alta em água, proporcionada pela presença do contra-íon tartarato. Vários métodos analíticos podem ser encontrados para determinação do TM, alguns utilizam a determinação direta do metoprolol e outros são fundamentados na determinação indireta. O AT não é eletroativo em eletrodos convencionais. No entanto, este trabalho identificou a oxidação eletrocatalítica do AT em eletrodo de pasta de carbono modificado com ftalocianina de cobalto (II) (CoPC-CPE). O comportamento eletroquímico do CoPC-CPE foi investigado por voltametria cíclica e de onda quadrada. Esta última mostrou-se muito eficiente para aplicações analíticas. Desenvolveu-se um método analítico aplicável à determinação indireta do metoprolol através de medição de íon tartarato no TM, que pode também ser aplicado a outros fármacos similares. Os estudos mostraram que a elevada sensibilidade e o potencial de pico são dependentes do pH, podendo-se obter uma resposta ótima em tampão acetato 0,05 mol L-1, pH = 4,5. A ausência de efeito de memória, combinada com a facilidade da preparação eletrodo, levou ao desenvolvimento de um método altamente sensível e confiável para AT. Todas as medidas foram realizadas em triplicata e apresentaram resposta linear na faixa de 15 a 100 μmol L-1 (r = 0,9992). O método apresenta limite de detecção de 4,8μmol L-1 (3σ) e limite de quantificação de 15,9 μmol L-1 para determinação em amostras reais.

Neste trabalho foram realizados ensaios de atividade antioxidante em amostras de acerola, café, bem como de outros extratos secos de frutos vermelhos, empregando-se eletrodos convencionais de pasta de carbono (EPC), bem como biossensores de EPC modificados com extrato bruto de lacase (EPCL), partindo de Pycnoporus sanguineus (atividade 2019 U L-1) em diferentes composições com e sem uso de agentes modificadores, visando avaliar melhor sistema. Para além consolidar o uso de métodos eletroanalíticos, i.e. voltametria cíclica (VC), voltametria de onda quadrada (VOQ) e pulso diferencial (VDP), na análise de produtos naturais, seja para avaliar perfil antioxidante, seja para inferir sobre classes de antioxidantes presentes nas amostras, pode-se neste estudo avaliar o papel de diferentes agentes modificadores. O biossensor constituído de nanotubos de carbono ativado com DNA (EPCL-DNA) apresentou o melhor nível de sensibilidade 0,0549 μA/μM e um limite de detecção (LOD) de 1,2 μM no intervalo de concentração de 20-140 μM de rutina. Além disso, o biossensor mostrou ter uma excelente estabilidade ao longo de 10 dias e reprodutibilidade (RSD < 5%). Para a avaliação da sua capacidade de detecção, os resultados obtidos foram comparados com outras técnicas eletroanalíticas usando como base analítica amostras do café comercial de diferentes países. O EPCL-DNA foi empregado para determinar a quantidade de fenol total nas amostras de café (expressa pelo equivalente de rutina). Com isso, foi possível propor os EPCL como ferramenta analítica para a detecção dos fenóis. A determinação quantitativa desses compostos foi realizada através da construção de curvas de calibração para VPD e o índice eletroquímico foi proposto para estimar o potencial antioxidante entre diferentes amostras. Também foi investigado o uso de EPC para o controle de qualidade de diferentes produtos obtidos a partir da acerola, empregando VPD para a quantificação de ácido ascórbico (AA) em todas as amostras, onde os limites de detecção (LD) e o Limite de quantificação (LQ) foi de 0,31 e 0,96 μM respectivamente e com uma excelente taxa de recuperação entre 97,4-102,2%. Os ensaios de DPPH foram utilizados para comparar a atividade antioxidante nas amostras de café e acerola. O método de Folin-Ciocalteu foi usado para estimar a atividade antioxidante da rutina nas amostras de café. Pode concluir-se que os métodos propostos apresentaram vantagens, como a simplicidade na preparação das amostras e a rapidez do ensaio da capacidade antioxidante. This study investigated the antioxidant activity using biosensors based on carbon paste electrode (CPE) modified with crude extract of laccase (Pycnoporus sanguineus, activity 2019 U L-1) in different compositions. The biosensor consists of carbon nanotubes activated with DNA (CPEL-DNA: CN) showed the best sensitivity level, 0.0549 μA / μM and 1.2 uM detection limit (LOD) in the concentration range of 20-140 μM of rutin. This biosensor showed excellent stability over 10 days and reproducibility (RSD

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2017-02-15T14:00:25Z No. of bitstreams: 1 Nattany Tayany Gomes de Paula.pdf: 885461 bytes, checksum: 787ab63496a1306c113ee5c12e2dac92 (MD5) Made available in DSpace on 2017-02-15T14:00:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nattany Tayany Gomes de Paula.pdf: 885461 bytes, checksum: 787ab63496a1306c113ee5c12e2dac92 (MD5) Previous issue date: 2015-03-12 Sulfites are considered food additives that after chemical reaction releasing sulfur dioxide (SO2), sulfite ion (SO32-), or bisulfite ion (HSO3-). These additives act as antioxidants in food, in the control of bacterial growth and enzymatic and non-enzymatic browning reactions during processing and storage. Although widely used in the food industry, the use of sulfite as a preservative causes some problems, reducing the nutritional quality of foods processed and in some cases are caused adverse effects to human health. In this work it is proposed to determine sulfite in samples of processed juices and wines through an analytical flow system with biamperometric detection. The system was built employing a peristaltic pump, proportional injector, a Gas Diffusion Cell (GDC) and Reagent Generation Cell (RGC) and polyethylene tubes with an internal diameter of 0.8 mm for making the analytical path. The RGC was coupled to a potentiostat for applying current to the electrochemical generation of triiodide ions. For detection it was used a biamperometric detector, adapted to a coulometer for applying the constant potential. For the data acquisition and processing was performed using a software developed in Lab View® language. The analysis method was based on a redox reaction between the I3- ions SO32- and providing a decrease of the generated current by the pair and this decrease in the signal is proportional to the concentration of SO32- ions. After the system optimization, the proposed procedure was operated with KI concentrations of 0.25 mol L-1, HCl 1.0 mol L-1, Na2SO4 and 0.1 mol L-1, with 0.25 mA current applied in RGC and the length of the sampling loop was of 20 cm. In the proposed procedure, a linear response was obtained between 1 and 12 mg L-1 of sulfite E = - (0,2371 ± 0,0028) C + (6,7097 ± 0,0182), R = -0,9997), LD = 0,26 mg L-1 and LQ = 0,86 mg L-1, relative standard deviation less than 2% (n = 10), with sampling frequency of 40 h−1. Potential interfering studies demonstrated the selectivity of the proposed method. Addition and recovery tests with samples of juices and wines were performed to give results of recovery between 91.63 and 110.34%, demonstrating the possibility of operation of the proposed procedure in real samples. Os agentes sulfitantes ou sulfitos são considerados aditivos alimentares que, após reação química, liberam dióxido de enxofre (SO2), íon sulfito (SO32-) ou íon bissulfito (HSO3-). Estes aditivos são agentes multifuncionais e atuam como antioxidantes em alimentos, no controle do crescimento bacteriano e de reações (enzimáticas e não enzimáticas) de escurecimento durante o processamento e estocagem. Mesmo sendo muito utilizado na indústria de alimentos, o emprego de sulfitos como conservantes provoca alguns problemas, reduzindo a qualidade nutricional dos alimentos tratados e em alguns casos são provocados efeitos adversos à saúde humana. Neste trabalho propõe-se determinar sulfitos em amostras de sucos industrializados e vinhos empregando um sistema de análise em fluxo com detecção biamperométrica. O sistema foi construído empregando-se uma Bomba Peristáltica, um Injetor Proporcional, uma Câmara de Difusão Gasosa (CDG) e uma Câmara de Geração de Reagente (CGR). A CGR foi acoplada a um potenciostato para a aplicação de corrente necessária para a geração eletroquímica de íons triiodeto. Para detecção foi utilizado um detector biamperométrico. Para o tratamento e aquisição de dados, foi utilizado um software desenvolvido em linguagem Lab View®. A metodologia de análise foi baseada em uma reação de oxirredução entre os íons SO32- e I3-, que proporciona uma diminuição da corrente biamperométrica gerada pelo par redox I3-/I-, sendo essa diminuição de corrente proporcional a concentração de íons SO32-. Após a otimização do procedimento proposto obteve-se as melhores condições: 0,25 mol L-1 de KI, 1,0 mol L-1 de HCl, 0,1 mol L-1 de Na2SO4, corrente de 0,25 mA aplicada na CGR e volume de amostra de 100 μL. Nestas condições, obteve-se uma resposta linear entre 1 e 12 mg L-1 de sulfito (I = - (0,2371 ± 0,0028) C + (6,7097 ± 0,0182), R = -0,9997), LD = 0,26 mg L-1 e LQ = 0,86 mg L-1, desvio padrão relativo menor que 2% (n = 10), com frequência de amostragem de 40 determinações por hora. Estudos de potenciais interferentes demonstraram a seletividade do método proposto. Testes de adição e recuperação com amostras de sucos e vinhos foram realizados, obtendo-se resultados de recuperação entre 91,63 e 110,34%, demonstrando a possibilidade de operação do procedimento proposto em amostras reais.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2017-08-03T12:52:24Z No. of bitstreams: 1 Pedro Lemos de Almeida Junior.pdf: 3276258 bytes, checksum: 9cfc77040db57e5dc73048d5ce92da67 (MD5) Made available in DSpace on 2017-08-03T12:52:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pedro Lemos de Almeida Junior.pdf: 3276258 bytes, checksum: 9cfc77040db57e5dc73048d5ce92da67 (MD5) Previous issue date: 2014-03-27 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The development of multilayer self-assembled films using the Layer Layer (LbL) approach has showed a high efficiency on the fabrication o ultrathin films. The LbL technique have been successfully and increasingly employed on developing new arquitectures for immobilization of enzymes, catalysts, electron mediators and other chemicals on conventional solid electrode surfaces for the development of electrochemical sensors and biosensors. This work followed two main paths: it was proposed the development and application of a new miniaturized dip-coating equipment, named LbL System, for the preparation of multilayers thin films on solid electrodes, and also a new method for the modification of gold electrodes for the immobilization of ferricyanide ions into a silica network, with application for the determination of nitrite ions. The proposed LbL System is automatic and has an embedded microcontroller that simplifies its hardware and software, and also favors its miniaturization. The system makes it possible all the modification process of being carried out automatically without attendance during the operation, only requiring the definition of some parameters by the user. The development of the equipment was based on a new concept of dip-coating, where, the solution flows to a fixed electrode instead of dipping the electrode in the solution, as it happens at all the commercial equipments, making possible to work with microvolumes of reagents and solutions keeping a high reproducibility of the modification process. The proposed new method for immobilization of ferricyanide ions on gold electrodes was based on its affinity with a silica network modified with a spacer containing amine terminal groups, anchored on the surface via silanol groups of the opposite terminal bound to other silanol groups of a self-assembled monolayer previously deposited on the metal. The gold modified electrode presents the voltammetric characteristic reversible signal of the redox pair Fe((III)/Fe(II), showing the maintenance of the Fe(III)/Fe(II) in the molecular arquitecture mounted on the metal surface. The modified electrode presented electrocatalytic activity for the reduction of nitrite ions and was successfully applied on a flow injection analysis system for analyses of natural waters, presenting a linear response range of 1x10-6 to 4x10-5 mol L-1 (r = 0.9995), with a detection limit of 0,53x10-6 mol L-1. A elaboração de filmes contendo multicamadas automontadas utilizando a técnica camada sobre camada (LbL, do inglês “Layer by Layer”) tem se mostrado um método eficaz para a fabricação de filmes ultrafinos. Filmes LbL vêm sendo crescentemente empregados com sucesso na elaboração de novas arquiteturas para imobilização de enzimas, catalisadores, mediadores de elétrons e outras espécies na superfície de eletrodos sólidos convencionais para elaboração de sensores e biossensores eletroquímicos. Neste trabalho foram propostas duas vertentes. Primeiramente se descreve a fabricação e aplicação de um equipamento microcontrolado, denominado Sistema LbL, para a obtenção de filmes finos multicamadas sobre eletrodos sólidos. Em seguida se propõe um novo método para a modificação de eletrodo de ouro pela imobilização de íons ferricianeto em rede de sílica, com aplicação para determinação de íons nitrito. O Sistema LbL desenvolvido é automatizado e traz consigo um microcontrolador, que simplifica significativamente seu hardware e software, além de possibilitar sua miniaturização. O Sistema permite que todo o processo de modificação da superfície de eletrodos sólidos seja realizado automaticamente e sem requerer assistência durante a operação, cabendo ao usuário apenas a definição prévia de determinados parâmetros. O desenvolvimento do equipamento fundamentou-se em uma nova concepção de sistema dip-coating, em que ao invés de introduzir o eletrodo nas soluções, como realizado nos equipamentos comerciais, leva-se as soluções até o eletrodo, tendo como resultado um método de modificação que utiliza microvolumes de reagentes e soluções, com elevada reprodutibilidade do processo de modificação. O novo método, desenvolvido para imobilização de íons ferricianeto em eletrodo de ouro, baseou-se na afinidade dos íons ferricianeto por uma rede de sílica modificada com um espaçador contendo grupamentos amina terminais ancorado no eletrodo via grupos silanóis do terminal oposto, sendo este previamente fixado no eletrodo por condensação com grupos silanóis de uma monocamada automontada na superfície do ouro. Após a modificação, o eletrodo de ouro passa a apresentar o sinal voltamétrico reversível característico do par redox Fe(III)/Fe(II), demonstrando que a atividade redox é mantida na arquitetura molecular montada sobre a superfície do metal. O eletrodo modificado apresentou atividade eletrocatalítica para a redução de íons nitrito e foi aplicado com sucesso num sistema de análise por injeção em fluxo para análises de águas naturais, apresentando resposta linear na faixa de 1x10-6 a 4x10-5 mol L-1 (r = 0,9995), com limite de detecção de 0,53x10-6 mol L-1.