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Tipo do documento: Tese
Título: Aplicação de sistemas de análise por injeção em batelada com detecção eletroquímica para determinação de substâncias bioativas
Título(s) alternativo(s): Application of batch injection analysis systems with electrochemical detection for bioactive substance determination
Autor: RIBEIRO, Geyse Adriana Corrêa 
Primeiro orientador: TANAKA, Auro Atsushi
Primeiro coorientador: SILVA, Iranaldo Santos da
Primeiro membro da banca: TANAKA, Auro Atsushi
Segundo membro da banca: YAMANAKA, Hideko
Terceiro membro da banca: DAMOS, Flávio Santos
Quarto membro da banca: BORGES, Antônio Carlos Romão
Quinto membro da banca: LIMA, Roberto Batista de
Resumo: A grande procura da humanidade por meios que favoreçam uma vida longa e saudável tem impulsionado pesquisas por novas substâncias capazes de satisfazer tais necessidades. Entre estas substâncias, destacam-se os compostos bioativos, os quais que apresentam diversas funções biológicas, tais como: ação antioxidante, anti-inflamatória, protetor contra micro-organismos patogênicos, inibidor do processo de carcinogênese, proteção contra a incidência de raios ultravioleta, entre outras. Tais compostos, uma vez presentes na natureza ou em vários produtos utilizados no cotidiano, demandam desafios direcionados ao desenvolvimento de metodologias analíticas para a determinação de suas concentrações. A maioria das técnicas reportadas na literatura dependem de etapas iniciais de preparação das amostras que demandam muito tempo, utilizam grande quantidade de reagentes (solventes) e os equipamentos associados são de custos elevados o que torna caro o custo final das análises. Portanto, se faz necessário desenvolver técnicas rápidas, baratas e mais sensíveis. Neste sentido, as técnicas eletroquímicas surgem como alternativas viáveis e promissoras. Assim, o presente trabalho apresenta métodos simples, rápidos e de baixo custo para determinação das substâncias bioativas catequina e quercetina utilizando a técnica de análise por injeção em batelada com detecção amperométrica convencional (BIA-AC) fazendo uso de eletrodos de carbono impresso (ECI), e empregando um eletrodo de carbono vítreo (ECV) com um sistema BIA com detecção amperométrica de pulsos múltiplos (BIA-MPA). O método proposto BIA-MPA é baseado na aplicação de três potenciais de pulso (potencial de oxidação, de limpeza e de condicionamento) vs Ag/AgCl/KClsat, evitando a passivação por produtos de oxidação e permitindo a quantificação. Os métodos propostos apresentaram resultados satisfatórios. O BIA-MPA apresentou um intervalo linear de 20 a 100 μmol L−1 (R = 0,999), com limite de detecção (LD) de 0,03 μmol L─1 e limite de quantificação (LQ) 0,10 μmol L−1 que possibilitou a determinação de catequina em amostras de chá verde e extratos de plantas medicinais. A repetibilidade do método para injeções sucessivas de catequina a 50 μmol L−1 (n = 30) apresentou um desvio padrão relativo (DPR) de 0,85%. Já o método BIA-AC na determinação da catequina, mostrou um intervalo linear de 1 a 150 μmol L−1 (R = 0,999), com LD e LQ de 0,021 e 0,070 μmol L−1 e, a estabilidade do método foi avaliada com injeções sucessivas de 50 μmol L−1 de catequina, apresentando um DPR = 1,03% (n = 30). Ambos os métodos apresentaram taxa de amostragem de 120 injeções por hora. Adicionalmente, a determinação da quercetina usando o método BIA-MPA mostrou-se preciso (DPR de 0,74%; n = 30), rápido (72 injeções h−1) com baixos LD (0,004 μmol L−1) e LQ (10 μmol L−1), e utilizando o método BIA-AC também se mostrou preciso (DPR de 1,06%; n= 30) e rápido (120 injeções h−1), com LD de 0,027 μmol L−1 e LQ de 10 μmol L−1. Ambos os métodos, apresentaram intervalo linear de 10 a 150 μmol L−1. Aplicações destas metodologias na determinação de quercetina em amostras de extratos das folhas das plantas medicinais apresentaram resultados consistentes com os obtidos por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), com nível de confiança de 95%. Os métodos propostos apresentaram resultados favoráveis como: baixo custo operacional, procedimento simples de preparo das amostras (somente dissolução e diluição), boa frequência analítica, alta precisão, baixo consumo de reagente e amostras e, consequentemente, geração de pequena quantidade de resíduos por análise. Adicionalmente, as características de portabilidade dos sistemas BIA, permitem serem aplicados em análises no campo.
Abstract: The great demand of humanity for means that favor a long and healthy life has spurred research for new substances capable of meeting such needs. Among these substances are bioactive compounds that have several biological functions, such as antioxidant action, anti-inflammatory, protective against pathogenic microorganisms, inhibitor of the carcinogenesis process, protection against the incidence of ultraviolet rays, among others. Such compounds, once present in nature or in various products used in daily life, demand challenges directed to the development of analytical methodologies to determine their concentrations. Most techniques reported in the literature depend on early sample preparation steps that are time consuming; use a large amount of reagents (solvents) and expensive associated equipment, which increases the final cost of analysis. Therefore, it is necessary to develop fast, cheap and more sensitive techniques. In this sense, electrochemical techniques appear as viable and promising alternatives. Thus, this work presents simple, fast and low cost methods for the determination of catechin and quercetin bioactive substances using the conventional amperometric detection batch injection technique (BIA-AC) using printed carbon electrodes (ECI), and employing a glassy carbon electrode (ECV) with a multi-pulse amperometric detection BIA (BIA-MPA) system. The proposed BIA-MPA method is based on the application of three potential pulses (oxidation, cleaning and conditioning potentials) vs Ag / AgCl / KClsat, avoiding passivation by oxidation products and allowing quantification. The proposed methods presented satisfactory results. The BIA-MPA presented a linear range of 20 to 100 μmol L−1 (R = 0.999), with a detection limit (LD) of 0.03 μmol L−1 and a limit of quantification (LQ) of 0.10 μmol L−1 which made it possible to determine catechin in green tea samples and herbal extracts. The repeatability of the method for successive catechin injections at 50 μmol L−1 (n = 30) showed a relative standard deviation (RPD) of 0.85%. The BIA-AC method for catechin determination showed a linear range from 1 to 150 μmol L−1 (R = 0.999), with LD and LQ of 0.021 and 0.070 μmol L−1 and the stability of the method was evaluated with successive injections of 50 μmol L−1 catechin, presenting a DPR = 1.03% (n = 30). Both methods presented a sample rate of 120 injections per hour. In addition, quercetin determination using the BIA-MPA method was accurate (DPR 0.74%; n = 30), rapid (72 injections h−1) with low LD (0.004 μmol L−1) and LQ ( 10 μmol L−1). The application of BIA- AC method was also accurate (1.06% DPR; n = 30) and fast (120 injections h−1), with LD of 0.027 μmol L−1 and LQ of 10 μmol L−1. Both methods presented linear range from 10 to 150 μmol L−1. Applications of these methodologies in the determination of quercetin in medicinal plant leaf extract samples showed results consistent with those obtained by high performance liquid chromatography (HPLC), with a 95% confidence level. The proposed methods demonstrated favorable results such as: low operating cost, simple sample preparation procedure (dissolution and dilution only), good analytical frequency, high precision, low reagent and sample consumption and, consequently, the generation of small amounts of residues by analysis. Additionally, the portability characteristics of BIA systems allow them to be applied in field analysis.
Palavras-chave: Substâncias bioativas
BIA
Eletrodos impressos
Eletrodo de carbono vítreo
Eletroquímica
Bioactive substances
BIA
Printed electrodes
Glassy carbono electrode
Electrochemistry
Área(s) do CNPq: Fisico-Química
Eletroquímica
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM REDE - REDE DE BIODIVERSIDADE E BIOTECNOLOGIA DA AMAZÔNIA LEGAL/CCBS
Citação: RIBEIRO, Geyse Adriana Corrêa. Aplicação de sistemas de análise por injeção em batelada com detecção eletroquímica para determinação de substâncias bioativas. 2019. 145 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Rede - Rede de Biodiversidade e Biotecnologia da Amazônia Legal/CCBS) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2019.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/2918
Data de defesa: 2-Jul-2019
Aparece nas coleções:TESE DE DOUTORADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM REDE - REDE DE BIODIVERSIDADE E BIOTECNOLOGIA DA AMAZÔNIA LEGAL/CCBS

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