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Captura e conversão química de CO2 em materiais porfirinicos

Palavras-chave: Química Industrial,Química,Meio ambiente,Dióxido de carbono,Porfírinas

O aumento da concentração do CO2 na atmosfera é um dos grandes motivos de preocupação a nível mundial, pois é o cerne do problema relacionado com as alterações climáticas globais, cujas consequências todos nós temos sentido e presenciado. O aquecimento global é, portanto, um dos maiores problemas ambientais que enfrentamos na atualidade e, advém do efeito de estufa anormal, causado pelo aumento dos gases de efeito de estufa, como o dióxido de carbono. É urgente e necessário focalizar o nosso trabalho na pesquisa de materiais capazes de promover a diminuição do dióxido de carbono da atmosfera e no desenvolvimento e/ou aperfeiçoamento de métodos para a sua captação e conversão. Deste modo e tendo como objetivo ajudar a desenvolver soluções na resolução deste problema ambiental, este trabalho procura novos materiais sintéticos, que desfrutam de caraterísticas promissoras tanto para aplicação como sequestradores de CO2, como para aplicação como catalisadores para a conversão química deste mesmo gás em materiais com valor acrescentado. Este trabalho consiste em três partes principais. Na primeira parte foi feito um trabalho de síntese de porfirinas meso-substituídas e as respectivas metaloporfirinas de três metais diferentes (cobalto (II), cobre (II) e zinco (II)). Esse grupo de compostos foi utilizado como material de partida para os estudos de adsorção de CO2, em fase gasosa até à pressão de 5 bar, sendo esta a segunda parte do trabalho. Estes estudos permitiram ordenar as porfirinas segundo uma capacidade de adsorção de CO2 e retirar conclusões sobre a intensidade de interações entre o CO2 e as diferentes estruturas porfirínicas em fase sólida cristalina. A terceira parte do trabalho consistiu no estudo de algumas dessas porfirinas e metaloporfirinas como catalisadores na reação de incorporação CO2 em epóxidos, com vista a produção de carbonatos orgânicos. Os resultados da atividade catalítica foram comparados com os resultados dos estudos de adsorção e a partir daí podemos estabelecer importantes relações estrutura/actividade relativas aos materiais porfirínicos sintetizados por nós e à sua atividade na adsorção e conversão química do CO2.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Avaliação dos efeitos de uma fração polifenólica de OXALIS PES CAPRAE L. sobre os recetores adrenérgicos em artéria mamária interna humana

Palavras-chave: Química Medicinal,Medicina,Química,Flavonóides

A Oxalis pes-caprae L. é uma planta da família Oxalidaceae oriunda da África do Sul e subespontânea na região mediterrânica e Europa Ocidental. De entre os compostos presentes nas folhas desta planta destacam-se os flavonóides, nomeadamente os derivados da luteolina e apigenina. Os flavonóides são um grande grupo de metabolitos secundários das plantas e têm numerosas propriedades farmacológicas e biológicas. No sistema cardiovascular, mostraram vários efeitos benéficos, incluindo propriedades vasodilatadoras. Mais especificamente, mostraram efeitos inibitórios em resposta às contrações induzidas pela noradrenalina. Desta forma, os recetores adrenérgicos responsáveis pelo efeito vasoconstritor induzido pela noradrenalina podem ter, também, um papel importante no efeito vasodilatador dos flavonóides presentes no extrato de folhas da Oxalis pes-caprae L. No entanto, não existem estudos a nível vascular, que relacionem o vaso-relaxamento mediado pelos flavonóides presentes no extrato de folhas da Oxalis pes-caprae L. com os recetores adrenérgicos. Neste trabalho pretende-se dar uma contribuição nesse sentido, utilizando artérias mamárias internas humanas provenientes de doentes sujeitos a cirurgias de revascularização coronária. Os resultados confirmam que os flavonóides presentes no extrato de folhas da Oxalis pescaprae L. têm um efeito inibitório às contrações induzidas pela noradrenalina. A fração polifenólica não induziu um efeito contráctil na artéria mamária interna humana mas provocou um desvio da curva concentração-resposta da NA para a direita, com diminuição significativa do seu efeito contráctil máximo, o que pode indicar um antagonismo do tipo não-competitivo. Os resultados com os antagonistas dos recetores adrenérgicos α mostram que a fração polifenólica presente no extrato de folhas da Oxalis pes-caprae L. utilizada neste estudo, não tem afinidade para os recetores α presentes na artéria mamária interna humana. Palavras-chave Fração polifenólica; flavonóides; Oxalis pes-caprae L.; noradrenalina; recetores adrenérgicos; artéria mamária interna humana

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Controlo da qualidade em águas para consumo humano: estimativa de incertezas e validação de métodos

Palavras-chave: Hidrologia,Qualidade da água,Química Analítica

No âmbito deste trabalho foram realizados dois estudos, ambos aplicados ao controlo da qualidade em águas para consumo humano, no Laboratório da Águas do Mondego, S.A.. A incerteza é um parâmetro associado ao resultado de uma medição – e indissociável deste. Caracteriza a dispersão de valores que se pode atribuir à grandeza medida. Pode ser considerada como uma medida da qualidade do resultado, pois quanto menor a incerteza maior a qualidade dos resultados obtidos. Foi estimada a incerteza em quatro métodos de controlo da qualidade da água para consumo humano – determinação do ferro, do manganês, do azoto amoniacal e do índice de permanganato – tendo como fundamento a norma ISO 11352:2012. A validação de um método analítico determina o seu desempenho característico e estabelece parâmetros funcionais para a operação de rotina e ensaios intra e interlaboratoriais de controlo. Foi planeado e realizado o estudo para a implementação da determinação do índice de permanganato seguindo a norma ISO 8467:1993, efetuando testes da metodologia em condições reais. Os resultados deste trabalho permitem recomendar a utilização de ambos os métodos na operação de rotina do Laboratório. Palavras chave Água; Controlo da qualidade; Incerteza; Índice de permanganato; Validação

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Implementação e validação de métodos analíticos

Palavras-chave: Química,Controle de qualidade e ambiente,Química analítica,Métodos,Validação

No âmbito da unidade curricular “Projeto Científico ou Projeto Industrial” do Mestrado em Química, com especialização em Controle de Qualidade e Ambiente, surgiu o interesse em estabelecer a correlação entre a vertente teórica e prática, daí a realização de um estágio curricular na ÆMITEQ – Associação para a Inovação Tecnológica e Qualidade. Trata-se de uma instituição privada de utilidade pública, sedeada em Coimbra, cujo objetivo se prende no apoio à indústria e à comunidade no domínio da química, especializada em controlo químico da qualidade. Numa fase inicial, o foco do trabalho desenvolvido passou pela integração num ambiente empresarial, pela familiarização com a legislação em vigor, no que diz respeito à análise de águas, e com o controlo de qualidade realizado, pelo desenvolvimento de competências na utilização de equipamento, material de laboratório e reagentes e pelo enquadramento nas atividades do laboratório (documentação, gestão de amostras e de equipamento, etc.). Para além disso, também foi importante o conhecimento pelas metodologias que existem dentro e fora do âmbito da acreditação. O trabalho realizado incidiu na implementação e validação de dois métodos analíticos que se encontram, ainda, fora do âmbito da acreditação. O primeiro refere-se à determinação de óleos e gorduras e hidrocarbonetos totais, em águas residuais, por espetroscopia de Infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), utilizando como solvente de extração tetracloroetileno. O segundo método analítico alude à determinação de trihalometanos (nomeadamente clorofórmio, bromodiclorometano, dibromoclorometano e bromofórmio) e de solventes clorados, tricloroetileno e tetracloroetileno. Este método analítico é realizado em águas de consumo, através de micro-extração em fase sólida e posterior análise num cromatógrafo gasoso acoplado à espetrometria de massa (SPME-GC-MS). A implementação surge com a finalidade de substituir o ensaio acreditado realizado em cromatografia gasosa acoplada a um detetor de captura de eletrões (GC-ECD).

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Avaliação da conformidade da cor no fabrico de telhas cerâmicas Abordagem colorimétrica digital

Palavras-chave: cerâmica,telhas,processamento digital de imagem,octave,matlab,conformidade cromática,ceramics,rooftiles,digital image processing,octave,matlab,color conformity

Ao longo dos primeiros meses de estágio na Umbelino Monteiro, S.A. (UM), foi possível acompanhar o funcionamento da unidade fabril, bem como participar em todo o trabalho de controlo de qualidade que ali se realiza, desde a receção de matérias primas até ao controlo das paletes em pré-parque, passando pelos diversos ensaios contidos no plano de inspeção e ensaios da UM. Durante o estágio, observou-se que um elevado número de reclamações que chegavam à empresa estava relacionado com a falta de conformidade da cor. Para contrariar essa situação, começamo-nos a focar na criação de uma ferramenta de processamento de imagem que permitisse a deteção de anomalias cromáticas das telhas. Esta ferramenta, inovadora na área da cerâmica, consiste num sistema de captura de imagem digital seguido de um tratamento numé- rico com algoritmos desenvolvidos em Octave/Matlab para a obtenção do grau de conformidade da cor. Numa fase inicial, foi necessário desenvolver condições adequadas à aquisição da imagem, no sentido de manter a abilidade e reprodutibilidade do sistema. Houve a preocupação de avaliar fontes de variabilidade e de interferência relacionados com a iluminação, bem como o modo de aquisição da imagem a partir da câmara digital. Como sistema nal, a melhor opção consistiu no desenvolvimento de um sistema invariante e com geometria bem de nida (caixa equipada com duas lâmpadas uorescentes dispostas paralelamente, mantendo constante a distância do objeto à lente da câmara), a utilização de uma máquina digital de boa qualidade programada para funcionar em modo manual e a colocação de referências cromáticas no campo de visão, que permitem a correção da iluminação. Deste modo, através da imagem de uma telha é possível determinar as suas coordenadas cromáticas, o seu per l histográ co e a sua cor RAL aproximada. Começou-se, então, por recolher telhas de diversos modelos e cores, cujas tonalidades são consideradas conformes e, com isso, foi formado um conjunto de telhas padrão, que foi caracterizado ao nível da cor. Esta ferramenta tem como objetivo nal a caracterização e avaliação da conformidade da cor das telhas em produção, de modo a minimizar os erros de avaliação dos humanos. Para avaliar a sua e cácia, foram ainda realizados ensaios de controlo da tonalidade ao longo de dois meses de produção. Posteriormente, esta ferramenta poderá ser utilizada por pessoas não quali cadas ou ser inserida na linha de produção, permitindo comparar a cor das telhas produzidas (1) com o padrão, (2) entre produções diferentes ou (3) com os acessórios produzidos, impedindo que seja vendido material não conforme.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Dissolução de celulose: Uso de diferentes aditivos

Palavras-chave: Química,Celulose,Dissolução

A celulose é insolúvel em água e na maioria dos solventes orgânicos, dissolvendo-se maioritariamente em solventes com polaridades intermédias. A insolubilidade em água é normalmente atribuída às diferentes interações intra e intermoleculares entre as moléculas de celulose. O presente trabalho teve como objetivo a dissolução de celulose recorrendo à síntese de novos líquidos iónicos (LIs), derivados de hidróxidos de tetraalquilamónio e tetraalquilfosfónio. Adicionalmente à variação do catião, foi ainda variado o tipo de anião (cloreto, fluoreto ou acetato) para assim não só averiguar qual o LI mais eficiente em termos de capacidade de dissolução, como determinar qual a espécie iónica, na composição do LI, determinante para esse sucesso. Foi observado que o tipo de catião é menos determinante para a dissolução que o tipo de anião. Por outro lado, alguns dos solventes sintetizados (fluoreto de tetrabutilamónio, TBAF, e fluoreto de tetrabutilfosfónio, TBPF) apresentam-se como interessantes e promissoras alternativas aos solventes usados atualmente. Neste trabalho foram também estudados solventes eutécticos, bem como sais inorgânicos para desenvolver novos métodos de dissolução menos dispendiosos e menos agressivos para o ambiente.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Validação de métodos fotométricos em cuvete Determinação de Azoto Total, Carência Química Oxigénio e Fósforo Total em Águas Naturais e Residuais

Palavras-chave: Química,Água,Controlo da qualidade,Fotometria

No presente trabalho, pretendeu-se validar os métodos em cuvete “Hach Lange” para determinação da Carência Química Oxigénio, Azoto Total e Fósforo Total em águas residuais e naturais. No processo de validação e verificação da sua adequabilidade à rotina de trabalho do Laboratório da Águas do Mondego, foram avaliados os parâmetros: especificidade e seletividade, gama de trabalho e linearidade, limite de quantificação, precisão, exatidão e incertezas. A Carência Química de Oxigénio, o Azoto Total e o Fósforo Total são alguns dos parâmetros mais analisados, em particular nas águas residuais domésticas. A decisão do AdMondego Lab, de validar e acreditar os métodos analíticos referidos, baseia-se na necessidade de obter resultados fiáveis no mais curto espaço de tempo, minimizando a mão-de-obra necessária e os riscos humanos e ambientais. Os resultados de validação obtidos permitem concluir que os métodos em estudo cumprem os requisitos legais com 10% precisão e 10% exatidão produzindo resultados equivalentes aos obtidos pelos métodos de referência.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Validação do grau de descontaminação: Material de laboratório e vials

Palavras-chave: Material de laboratório,Descontaminação,Vials

A água purificada é a matéria-prima mais utilizada na indústria farmacêutica. A sua produção é tida como uma operação extremamente delicada, pois, trata-se de um componente principal na produção de formas farmacêuticas sólidas e orais líquidas e na produção de soluções e reagentes, bem como na limpeza de material de laboratório e equipamentos envolvidos. Validar os sistemas de água purificada dá a confiança necessária nos resultados das validações do grau de descontaminação. O presente trabalho visa apresentar uma estratégia de validação de grau de descontaminação do material de laboratório e dos vials. Descritas as metodologias a levar a cabo para a validação do grau de descontaminação do material de laboratório nos Laboratórios Basi, S.A, quer utilizando a lavagem manual quer a automática, assegurou-se que o procedimento de limpeza implementado é adequado, pois não se encontraram vestígios de detergente nem substância activa. O produto escolhido segundo uma série de critérios como o “pior caso” foi a Nimesulida e foram realizados testes visuais e testes físico-químicos/microbiológicos, assegurando-se os limites de aceitação estabelecidos, através das técnicas de pH, condutividade, carbono orgânico total (TOC) e cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Na validação do grau de descontaminação dos vials, a lavagem manual com o Extran MA 03 isento de fosfatos mostrou ser a melhor detergente para a reutilização do vials.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Controlo da qualidade do leite numa empresa de lacticínios

Palavras-chave: Indústria de lacticínios,leite,controlo da qualidade

A presente dissertação teve como base o desenvolvimento e aplicação de diversos testes de natureza microbiológica (contagem de microrganismos) e físico-química (prova de álcool, teste de resazurina, determinação do valor do pH e acidez) que permitem a identi cação da qualidade do leite cru. Paralelamente a estas análises foi também realizada a validação de métodos de análise da determinação da acidez do leite através da aplicação de ferramentas estatísticas. Através do estudo dos parâmetros referidos foi possível a formulação de uma equação, embora ainda rudimentar, que relaciona os valores obtidos com a contamina ção microbiológica da matéria prima. Os leites com baixo teor em lactose também foram alvo de estudos, através da aplicação de um método inovador que utiliza biosensores para veri car a a concentra ção em lactose. A formação dos colaboradores que iriam laborar com este equipamento de quanti cação também foi realizada no decorrer do estágio, assim como a monitorização do processo de produção deste tipo de leite. Palavras-chave: Controlo de Qualidade, Leite, Placas MPCA 30°C, D-Count, Resazurina; Lactose, Biomilk.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Em busca de determinantes estruturais no reconhecimento e ligação de amilóide: β-2 microglobulina como caso de estudo

Palavras-chave: Química Medicinal,Química,Medicina,Amilóide,Dinâmica molecular

O desenvolvimento de novas e melhores sondas moleculares para o diagnóstico precoce de doenças amilóides como Alzheimer, Parkinson e diabetes tipo II é essencial para o estabelecimento de estratégias terapêuticas adequadas. A β-2 microglobulina (β2m) é uma proteína associada ao complexo Major de Histocompatibilidade de classe I. Nos doentes que realizam tratamentos prolongados de hemodiálise, a β2m pode agregar e formar fibras amilóides que se depositam nos rins e nas articulações e podem causar uma doença conhecida como amiloidose relacionada com a diálise. Neste trabalho foram realizadas simulações de dinâmica molecular (DM) e cálculos de energia livre (CEL) para caracterizar a interação da β2m com a sonda fluorescente tioflavina-T (ThT). Foi utilizado como objeto de estudo a estrutura cristalográfica da β2m (PDB ID: 3MZT) que pode ser considerada um oligómero amilóide constituído por 3 homodímeros em forma de anel, onde duas conformações alternativas da ThT intercalam entre as folhas-β de cada dímero da proteína. Os resultados obtidos revelaram que os resíduos Q8 e Y10 da β2m parecem ser cruciais na interação com a ThT o que está de acordo com outros resultados presentes na literatura. Para melhor caracterizar as restrições topológicas impostas por estes resíduos, os mutantes Q8A, Y10A e Y10F foram construídos in silico e simulado mais uma vez através de DM. Os resultados revelam que o anel aromático do resíduo Y10 é crucial na interação da ThT com a β2m, uma vez que na mutação Y10A esta interação é largamente afetada. Para quantificar a contribuição destes resíduos na estabilidade do complexo β2m-ThT foram realizados vários cálculos de energia livre. Mais uma vez, os resultados revelam que o 1 Resumo resíduo Y10 aparenta ser o mais importante para a estabilização da ThT dado que a mutação Y10A se mostra altamente destabilizadora.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Complexos de Crómio(III), Vanádio(IV) e  Níquel(II) com 8- Hidroxiquinolina e seus derivados

Palavras-chave: Controlo da qualidade e ambiente,Química,Ambiente,Saúde pública,Poluição,Metais pesados

Neste projeto deu-se a continuação do estudo de síntese e caraterização de complexos luminescentes formados entre 8-hidroxiquinolina (8-HQ) ou a forma solúvel em água, o sulfonato de 8-hidroxiquinolina (8-HQS) e os metais vanádio e crómio para se proceder à caracterização estrutural do mesmo, por análise termogravimétrica (TGA), espetroscopia de infravermelho (FTIR), cálculos computacionais utilizando métodos de Teoria do Funcional da Densidade (DFT), difração de raios-X, espetroscopia de absorção no UV/Vis, reflectância difusa (DRS/UV-vis) e luminescência e outros métodos analíticos. Um estudo preliminar da interação do níquel (II) com a 8-HQS com os métodos analíticos espetroscopia de absorção, luminescência e RMN. Palavras chave: crómio(III), vanádio(IV), níquel(II), 8-HQ, 8-HQS.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
As Moléculas da Cor: Nas Máscaras da Viagem Filosófica (1783-1792) e Num Tecido Oriental (1880)

Palavras-chave: Química,corantes,cor,seda,moléculas,máscara

Neste trabalho foi efetuado o estudo da identificação das moléculas da cor em 3 objetos históricos: duas máscaras dos índios Yurupixuna e uma peça de seda e algodão de cor púrpura, pertencentes ao espólio da coleção etnográfica do Gabinete de Antropologia do Museu da Ciência da Universidade de Coimbra (GAMCUC). As duas máscaras etnográficas, provêm da Viagem Filosófica pelas Capitanias do Grão-Pará, Mato-grosso e Cuiabá, realizada por Alexandre Rodrigues Ferreira (ARF) em finais do Século XVIII e a peça de seda e algodão destinada ao fabrico de cabaias, pertence à coleção da China e Macau, reunida por Alberto Corte Real em finais do século XIX. Além do valor inestimável dos objetos em si, apresentamos um outro modo de os abordar o que permite uma alternativa no estudo e uma história mais completa destes objetos. No caso das máscaras existiam indícios em memórias escritas por ARF, dos pigmentos utilizados: urucu, crajiru de origem orgânica e ocre de origem inorgânica, os quais com exceção dos ocres, se verificou já não existirem nas máscaras. A identificação dos pigmentos existentes nas máscaras foi realizada recorrendo às espectroscopias de fluorescência de raio X, infravermelho e Raman. No caso da seda, de cor roxa, foi realizado um estudo exploratório que revelou a existência de corantes sintéticos, sintetizados na Europa poucos anos antes da recolha, contrastando assim com conhecimento genericamente aceite de que estes conteriam corantes de origem natural. Estes compostos foram isolados por cromatografia de alta eficiência e comparados com amostra de corantes conhecidos. Foi realizada ainda uma análise por GC-MS, onde se confirmou a presença de corante da família dos trifenilmetanos e revelou a presença de ácidos gordos.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Desenvolvimento de um método analítico para quantificação de catecolaminas por LC-MS/MS

Palavras-chave: Química,Química Analítica,Catecolaminas,Doença de Parkinson

Estudos recentes indicam que um dé ce da dopamina no cérebro é a principal causa da doença de Parkinson. A síntese do metabolismo da dopamina ocorre no cérebro e fora deste, nomeadamente no plasma sanguíneo e no tracto gastrointestinal. O metabolismo da dopamina é constituído por L-tirosina, levodopa, dopamina, ácido 3,4-dihidróxifenilacético, 3-metoxitiramina e por último ácido homovan ílico. A biossíntese da dopamina inicia-se na L-tirosina, e por meio de enzimas termina na formação da dopamina. A degradação da dopamina ocorre através de enzimas originando o ácido homovanílico. O presente trabalho descreve algumas das fases mais relevantes no desenvolvimento e validação de métodos analíticos baseados em LC-MS/MS para a posterior quanti cação das quatro catecolaminas (L-tirosina, levodopa, dopamina e 3-metoxitiramina). Para garantir a abilidade dos resultados vários parâmetros de validação foram de nidos: identi cação, selectividade, calibração, limiares analíticos, precisão, exactidão e carry-over. Na análise dos espectros de fragmentação foi possível obter três fragmentos usados para quanti car cada analito. A selectividade foi comprovada para todos os compostos tendo um limite de quanti cação de 0,87 0,92 0,48 0,46 nM para a L-tirosina, levodopa, dopamina e 3-metoxitiramina. Todos os fragmentos de cada analito, durante 3 dias diferentes, demonstraram boa linearidade nas gamas de trabalho da L-tirosina (0,05 a 0,250 M), levodopa (0,1 a 0,5 M), dopamina (0,025 a 0,125 M) e 3-metoxitiramina (0,025 a 0,125 M). Ao nível da precisão e exactidão demonstraram na L-DOPA e dopamina apenas um analito de ambos apresenta uma transição que possa ser usada para quanti cação, nomeadamente 198,03/135,01 e 154,20/65,07. Quanto à 3-MT qualquer uma das 3 transições poderá ser usada para quanti car, enquanto na L-tirosina não se poderá usar nenhuma das 3 transições para quanti cação sendo necessário mais testes relativos a este analito. Por último não ocorreu qualquer efeito de carry-over em qualquer fragmento dos analitos em questão.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais