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8º SEMINÁRIO CIENTÍFICO 2º CICLO DE ESTUDOS EM QUÍMICA 2014/2015 Resumos das Comunicações Departamento de Química e Bioquímica 08 de abril de 2015

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8º SEMINÁRIO CIENTÍFICO

2º CICLO DE ESTUDOS EM QUÍMICA 2014/2015

Resumos das Comunicações

Departamento de Química e Bioquímica

08 de abril de 2015

8º Seminário Científico do 2º Ciclo de Estudos em Química da FCUP Departamento de Química e Bioquímica, 08 de abril de 2015

Nota Introdutória

O Segundo Ciclo de Estudos em Química da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (regime de Bolonha) confere o grau de MESTRE EM QUÍMICA (registo número R/B-AD-264/2007, pela Direção-Geral do Ensino Superior), de acordo com o regulamento publicado em DR, 2ª série, nº111, de 11 de junho de 2007 (Deliberação nº 1042/2007).

O novo regulamento do Segundo Ciclo de Estudos em Química, da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, aprovado em 27 de outubro de 2010, e aplicado a partir do Curso iniciado em 2010/2011, visa desenvolver e complementar o regime jurídico instituído pelo Decreto-Lei nº 74/2006, de 24 de março, alterado pelos Decretos – Lei nº 107/2008, de 25 de junho, e 230/2009, de 14 de setembro, e demais legislação aplicável, no que diz respeito aos segundos ciclos, bem como o Regulamento geral dos segundos ciclos de estudos da Universidade do Porto (aprovado pelo Despacho Reitoral GR.05/11/2009, de 24 de novembro de 2009).

No presente ano letivo, vigora o plano de estudos contendo uma Alteração da Estrutura Curricular do Mestrado em Química (Despacho nº 5396/2013, publicado no Diário da República, 2.ª série — N.º 78 — 22 de abril de 2013).

O Segundo Ciclo de Estudos em Química tem como objetivos específicos proporcionar:

O aprofundamento de capacidades e competências, gerais e específicas, sustentado nos conhecimentos obtidos ao nível do 1º Ciclo e o seu alargamento a vários assuntos de ponta relacionados com a área de Química, através de uma aprendizagem inserida em contexto de investigação;

Desenvolvimento de competências em contexto de investigação ou de realidade empresarial, podendo, no segundo ano, o estudante realizar um projeto num dos laboratórios de investigação da Faculdade, ou num laboratório de uma das várias empresas da região Norte com as quais se estabeleçam protocolos de colaboração.

Um ciclo de formação universitária avançada que habilite para o ingresso no mercado de trabalho, em especial para atividades de investigação ligadas a indústrias ou laboratórios da área de Química, ou de ciências afins, em empresas nacionais ou europeias;

Competência para o ingresso em cursos de 3º ciclo de estudos (Doutoramento) nas áreas de Química ou de ciências afins.

Em 2014/2015, o Segundo Ciclo de Química está a funcionar com 68 estudantes inscritos, nos dois anos do curso. No 2º ano, há 30 estudantes inscritos, 13 dos quais a trabalhar no tema de Dissertação (um estudante está a realizar o seu trabalho no Department of Chemistry, Univ. of Oslo (Noruega) e outro estudante no Departamento de Química Orgánica, Faculdade de Química da Universidade de Santiago de Compostela, ao abrigo do Programa ERASMUS+). Catorze Estudantes estão a realizar Estágio em Contexto Empresarial. Três estudantes da Universidade de Valência estão a desenvolver, no DQB, trabalho para a sua Dissertação.

8º Seminário Científico do 2º Ciclo de Estudos em Química da FCUP Departamento de Química e Bioquímica, 08 de abril de 2015

A Comissão Científica do 2º Ciclo de Estudos em Química, à semelhança do que aconteceu nas sete edições anteriores deste Curso, procura proporcionar aos estudantes finalistas a oportunidade de apresentarem publicamente os trabalhos em curso num Seminário Científico. Pretende-se também obter uma informação intermédia sobre o desempenho neste Mestrado, em termos do cumprimento das metas científicas implícitas nas propostas dos temas, dinamizando a participação dos mestrandos num encontro informal, mas importante em termos dos objetivos que lhe estão inerentes. Este encontro proporcionará uma maior interação entre os mestrandos que desenvolvem trabalhos de diferentes perfis, potenciando em cada um o sentimento de “membro de um Grupo dinâmico” que contribui ativamente para o bom desempenho científico do Departamento de Química e Bioquímica. A interdisciplinaridade e diversidade dos temas apresentados deverão constituir um ponto forte no contributo deste Curso para o desenvolvimento de projetos científicos integrados no Departamento de Química e Bioquímica.

Como habitualmente, os mestrandos de Química responderam ao desafio lançado de forma muito positiva, fazendo-nos chegar 27 Resumos. Este número significativo de trabalhos e o período curto para serem apresentados impõem um limite de 8 minutos para a apresentação oral, de cada um dos participantes neste Seminário. Contudo, o pragmatismo dos objetivos, a par de uma aposta no poder de síntese individual, bem como a atitude colaborante de todos serão a garantia para alcançar os objetivos previstos.

A Comissão Científica do 2º Ciclo de Estudos em Química agradece o empenho e colaboração dos Estudantes que participam neste Seminário, em 08 de abril de 2015. O nosso reconhecimento estende-se, também, aos Orientadores e co-Orientadores das Dissertações e Estágios, bem como às Empresas/Centros de Investigação que receberam os nossos Estudantes, cuja disponibilidade e apoio foram determinantes na concretização desta iniciativa.

As palavras usadas na abertura dos Livros de Resumos das edições anteriores são repetidas, mais uma vez, nesta edição do Seminário do Mestrado em Química: é muito gratificante para a Comissão Científica do 2º Ciclo de Estudos em Química (Mestrado em Química) ser correspondida nestas iniciativas, pois tal decorre da vitalidade do Curso e, indiretamente, do sucesso que docentes e estudantes pretendem atingir.

Maria das Dores M. C. Ribeiro da Silva

Maria Clara R. M. Pires Basto

Alexandre Lopes Magalhães

8º Seminário Científico do 2º Ciclo de Estudos em Química da FCUP Departamento de Química e Bioquímica, 08 de abril de 2015

Departamento de Química e Bioquímica, 08 de abril de 2015

Anfiteatro A2

PROGRAMA DO 8º SEMINÁRIO CIENTÍFICO

2º CICLO DE ESTUDOS EM QUÍMICA 2014/2015

Horário Sala Actividade Autor

13h 30m - 13h 50m A2 Entrega de documentação Comissão Científica 2º Ciclo 13h 50m - 14h A2 Abertura da sessão Comissão Científica 2º Ciclo

14h - 15h A2

Apresentações orais C1 – C5, C19

C3 Ana Rita Veloso C19 Joana Noronha C1 Mafalda Flores C2 Viviana Pereira C4 Ana Rita Manso C5 Virgílio Machado

15h - 16h A2

Apresentações orais C6, C7, C9 – C12

C6 Vanessa Montês C7 Ricardo Taveira C9 Bárbara Abreu C10 Inês Vaz C11 Ana Oliveira C12 Teresa Oliveira

16h - 16h 30m Exposições

Intervalo para café

Todos os Participantes

16h 30m -17h 30 m A2

Apresentações orais C8, C13 – C18

C8 Andreia Martins C13 Inês Santos C14 Bárbara Claro C15 Ana Santos C16 Eva Correia C17 Jessica Rocha C18 Isabel Tavares

17h 30m -18h 50 m A2

Apresentações orais C20 – C27

C20 Pedro Pereira C21 Sónia Silva C22 Marta Costa C23 Ricardo Reis C24 Ricardo Carvalho C25 Mariana Rocha C26 Sílvia Vinhas C27 Tânia Ribeiro

LISTA DE PARTICIPANTES

Abreu, Bárbara C9 Noronha, Joana C19

Almeida, Paulo C11 Nyström, Bo C14

Basto, M. Clara C23 Oliveira, Ana C11

Borges, Enrique C26 Oliveira, André C8

Carvalho, Ricardo C24 Oliveira, Teresa C12

Castro, Baltazar C5 Peixoto, Andreia C21

Claro, Bárbara C14 Pereira, Carlos C4

Correia, Eva C16 Pereira, Clara C22

Costa, Marta C22 Pereira, Pedro C20

Ferraz, Ricardo C19 Pereira, Viviana C2

Ferreira, Ana C10 Reis, Ricardo C23

Flores, Mafalda C1 Ribeiro, Tânia C27

Fonseca, Joana C6 Rocha, Jessica C17

Freire, Cristina C16, C20, C21, C22 Rocha, Mariana C25

Gomes, Alexandre C1 Rodrigues, José C24

Gomes, Carlos C8 Ruivo, João C2

Gomes, João C4 Santos, Alice C11, C23

Gomes, Paula C3, C19 Santos, Ana Catarina C15

Gonçalves, Jorge C1, C13 Santos, Inês C13

Gonçalves, José C6 Santos, Luís Belchior C7, C10

Lima, Carlos C7 Silva, Carla C16, C20

Machado, Virgílio C5 Silva, Joaquim 27

Magalhães, Alexandre C18, C25 Silva, Luís C5

Manso, Ana Rita C4 Silva, Sónia C21

Marques, Eduardo C9, C14, C17 Sottomayor, M. João C6

Marques, Juliana C25 Tavares, Isabel C18

Martins, Andreia C8 Taveira, Ricardo C7

Miravall, Elvira C13 Vale, Nuno C3

Montês, Vanessa C6 Vaz, Inês C10

Moreira, Joana C24 Veloso, Ana Rita C3

Moura, Bruna C9 Veludo, Etelvina C15

Moura, Cosme C2, C12, C15 Vinhas, Sílvia C26

Mouriño, Antonio C26

C1

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“ONE FITS ALL”: A SOLUÇÃO DE IMPREGNAÇÃO ÚNICA PARA A C-ITA

Mafalda Flores1,2, Alexandre Gomes2, Jorge Gonçalves1

1Departmento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto 2Continental-Indústria Têxtil do Ave (C-ITA)

A Continental-Indústria Têxtil do Ave (C-ITA) pertence à Continental, um dos 5 maiores fabricantes da indústria de pneus. A C-ITA é reconhecida pelos seus elevados padrões de qualidade e prima por acompanhar os desenvolvimentos tecnológicos nesta área.

O pneu evoluiu de um pedaço de borracha para um objeto de consumo de elevada tecnologia e qualidade, assegurando a segurança dos passageiros, as exigências e espectativas do mercado bem como a sustentabilidade ambiental.

Os materiais de reforço (têxteis e metálicos) presentes no pneu têm um papel fulcral na sua estabilidade estrutural, desempenho, segurança e, consequentemente, na qualidade do produto. Contudo, para que os materiais de reforço têxtil preencham os requisitos de segurança e qualidade é necessária uma impregnação. As fibras de reforço por si só não aderem à borracha, sendo necessário um tratamento de modo a que adquiram as propriedades desejadas, dependendo da função e da sua localização no pneu.

O principal objetivo deste trabalho é estudar a possibilidade de redução do número de soluções de impregnação (dips) utilizadas na produção e a influência de diferentes métodos de cura da borracha na adesão e na estabilidade dimensional das fibras.

Com vista à redução de custos, aumento de produtividade e redução de desperdícios, foi realizado um estudo no qual 4 fibras (Aramida, Nylon, Poliéster e Raião) foram testadas cada uma com 4 dips, de modo a verificar se seria possível utilizar apenas um único dip para a impregnação de todas as fibras.

No decorrer deste estudo, foi também testada a influência de promotores de adesão e espessantes nas formulações, averiguando a possibilidade de os retirar das formulações utilizadas pela C-ITA.

Uma vez que a produção não pode ser interrompida, foi utilizada uma máquina protótipo de impregnação laboratorial, simulando a impregnação das fibras sem afetar o funcionamento da fábrica. Sempre que necessário foram realizados, após este processo, testes de encolhimento, rigidez e rutura.

No decorrer deste trabalho e com os estudos realizados, parece ser possível a redução do número de dips, evitando assim desperdícios e problemas de armazenamento. Consegue-se ainda um aumento de produtividade por se evitar paragens entre troca de materiais que utilizem dips distintos.

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DESENVOLVIMENTO E VALIDAÇÃO DE UM MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DE ESTEROIDES ENDÓGENOS E DE ETANOL

EM URINA POR GC-MS

Viviana Pereira1,2, João Ruivo2, Cosme Moura1

1Departmento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto 2Autoridade Antidopagem de Portugal - Laboratório de Análise de Dopagem

O presente trabalho insere-se no âmbito da unidade curricular de Estágio do curso de Mestrado em Química da FCUP e está a ser realizado em ambiente empresarial no Laboratório de Análise de Dopagem da Autoridade Antidopagem de Portugal, com sede em Lisboa. O projecto enquadra-se na área da química analítica e o seu objetivo principal consiste no desenvolvimento e consequente validação de um novo método de quantificação dos esteroides androgénicos anabólicos endógenos, nomeadamente a androsterona, a etiocolanolona, o 5αandrostanodiol, o 5βandrostanodiol, a epitestosterona e a testosterona, em urina por GC-MS. Este novo método surge em consequência das recomendações feitas pela WADA (do inglês World Antidoping Agency), entidade que acredita o laboratório para a análise de amostras no âmbito da dopagem a nível internacional, no seu documento TD2014EAAS [1]. O desenvolvimento do método consistiu na criação e otimização de um programa de temperatura da separação cromatográfica, testado com uma solução contendo todos os compostos a quantificar. Os critérios tidos em conta na otimização foram a resolução dos picos cromatográficos e o tempo total da separação cromatográfica. Uma vez construído e otimizado o método, deu-se início aos diferentes passos conducentes à validação do novo método analítico[2]. Até à data já foram obtidos, para os 6 endógenos em questão, resultados experimentais com vista à avaliação dos seguintes parâmetros de mérito: (i) especificidade/seletividade, (ii) capacidade de identificação, (iii) recuperação da fase de extração, (iv) arrastamento, (v) gama de trabalho, (vi) linearidade, (vii) limites de deteção e quantificação. Por concluir estão ainda os ensaios de robustez, precisão e exatidão. Também será construída uma carta de controlo para os seis endógenos em estudo, a que se seguirá a fase de redação dos documentos técnicos internos no âmbito da qualidade, nomeadamente o relatório de validação, o relatório de cálculo de incertezas e o procedimento técnico de análise. Caso haja tempo e se disponha dos padrões necessários, proceder-se-á ao desenvolvimento de um método de quantificação de etanol em urina por GC-MS. Referências: [1] Grupo de Peritos de Laboratório da WADA, Documento Técnico da WADA para a análise

de Esteroides Anabolisantes Androgénicos Endógenos TD2014EAAS, 17-05-2014, 2014, pág. 1-9. [2] Ramos, S., Aguilera, R. Procedimento Geral – Seleção e validação de métodos de ensaio, Lisboa, 20-11-2013, pág. 7

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ESTUDO DA SÍNTESE DE PÉPTIDOS INIBIDORES DA TROMBINA DA MOSCA TSÉ-TSÉ

Ana Rita Veloso, Nuno Vale, Paula Gomes

Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

A mosca tsé-tsé é um importante vetor da tripanossomíase africana (ou doença do sono), que é causada pelo parasita protozoário Trypanosoma brucei. Estes parasitas são injectados pela mosca tsé-tsé na pele do hospedeiro humano, no decurso da refeição sanguínea do inseto [1]. A saliva da mosca tsé-tsé contém um potente inibidor da coagulação sanguínea em mamíferos, o péptido TTI (tse-tse thrombin inhibitor), que, por isso, apresenta um grande potencial terapêutico, quer contra doença do sono, quer como anticoagulante para desordens cardiovasculares [2,3]. A presente dissertação tem como objetivo principal a síntese e caracterização de três variantes da sequência de 32 aminoácidos que corresponde ao TTI, através da substituição de um ou vários dos seus resíduos de tirosina pelos seus análogos O-sulfatados. A metodologia de síntese usada até ao momento foi a Síntese Peptídica em Fase Sólida (SPPS, Esquema 1) utilizando-se o grupo neopentilo para proteger a cadeia lateral das tirosinas sulfatadas [4], o que impede a aplicação de procedimentos habituais em síntese peptídica, nomeadamente, a utilização de condições acídicas nas etapas de purificação.

Esquema 1. Até ao momento, já foram otimizadas as condições de síntese, purificação e análise do péptido TTI e de duas variantes mono-sulfatadas. A aplicação da mesma metodologia para a síntese da variante di-sulfatada não teve sucesso, pelo que estão agora a ser estudadas novas estratégias de síntese, tendo por base o diclorovinilo como grupo protetor lateral dos resíduos sulfatados. Os péptidos finais serão avaliados pela sua capacidade de inibição da trombina.

Referências:

[1] Cappelo, M., Bergum P. W., Vlasuk G. P., Furmidge B. A., Pritchard D. I., Aksoy, S. The

American Society of Tropical Medicine and Hygiene, 54 (5), 475-480 (1996) [2] Cappelo, M., Li, S., Chen, X., Li, C. B., Harrison, L., Narashimhan, S., Beard, C. B., Aksoy, S. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 95, 14290-14295 (1998) [3] Moore, L. K., The Journal of Biological Chemistry, 278, 24243-24246 (2003) [4] Simpons, L. S., The development and application of methodologies for the study of sulfate

monoesters in biological systems, Thesis submitted for the degree Doctor of Philosophy in the Department of Chemistry Indiana University (2007)

C4

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PROCESSAMENTO E CARATERIZAÇÃO DE SENSORES DE pH COM BASE EM FILMES FINOS

Ana Rita Manso 1,2, João Gomes2, Carlos Pereira1

1Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

2Centro de Nanotecnologia e Materiais Técnicos Funcionais e Inteligentes (CeNTI) O trabalho desenvolvido incide no design, processamento e caraterização de sensores de pH flexíveis e de dimensões reduzidas baseados em filmes finos. Na sua forma mais básica um sistema de medição de pH é composto por dois elétrodos, o de referência e o indicador, estabelecendo-se entre estes uma diferença de potencial relacionável com o pH. Os primeiros desenvolvimentos incidiram na preparação de um elétrodo de referência de prata e cloreto de prata (Ag/AgCl) por dois métodos distintos. O primeiro método envolveu a impressão de um filme de prata por serigrafia e posterior modificação do mesmo [1, 2] tendo o segundo método utilizado sido a impressão direta de um filme de Ag/AgCl utilizando uma tinta comercial. A estabilidade e reprodutibilidade do elétrodo de referência desenvolvido foram avaliadas por medição da diferença de potencial entre o elétrodo preparado e um elétrodo de referência comercial, usando um sistema de três elétrodos em diferentes soluções de KCl. Na análise dos resultados é possível obter diferenças de potencial extremamente baixas, na ordem dos milivolts, o que demonstra uma grande similaridade entre o filme impresso e o elétrodo comercial. Verificou-se, no entanto, que concentrações de KCl superiores a 2M provocam a degradação dos elétrodos cuja tinta de prata foi modificada, mas não do elétrodo de referência desenvolvido usando a tinta comercial. Como elétrodo indicador está a ser estudada a utilização de dois óxidos metálicos, o óxido de rutênio (RuO2) e o óxido de estanho dopado com flúor (FTO), sendo que ambos apresentam caraterísticas adequadas para serem empregues como elétrodo indicador em sensores de pH, nomeadamente elevada estabilidade térmica e química, resistência à corrosão, resistência mecânica e elevada sensibilidade. A deposição dos filmes foi realizada por dois métodos distintos, spray pyrolysis [3] e spray

coating, tendo sido utilizados como equipamentos de deposição um atomizador de partículas por ultra-sons e um aerógrafo. O método de spray pyrolysis levou a uma deposição mais uniforme dos filmes. Do conjunto de filmes criados foi selecionado o que apresentou uma resistência superficial mais reduzida, aproximadamente 0,406 KΩ, tendo sido avaliada a sua utilização como elétrodo indicador medindo-se a diferença de potencial entre este e um elétrodo de referência comercial, em soluções com diferentes pHs, tendo sido verificado um comportamento próximo do Nernstiano [3] (58,5 mV/pH a 25ºC) na faixa de pH 2-10. Foi analisada a superfície dos elétrodos desenvolvidos por microscopia eletrónica de varrimento (SEM) tendo sido observada uma superfície não uniforme para o elétrodo indicador. Foi feita a análise elementar dos mesmos por microanálise de Raios X (EDS), tendo sido detetados os elementos esperados, como prata, cloro, ruténio e flúor. Referências: [1] Safari, S., et al., Electrochemical growth of high-aspect ratio nanostructured silver chloride

on silver and its application to miniaturized reference electrodes. Nanotechnology, 2011. 22(31): p. 315601. [2] Polk, B.J., et al., Ag/AgCl microelectrodes with improved stability for microfluidics. Sensors and Actuators B: Chemical, 2006. 114(1): p. 239-247. [3] Sardarinejad, A., D.K. Maurya, and K. Alameh, The effects of sensing electrode thickness on

ruthenium oxide thin-film pH sensor. Sensors and Actuators a-Physical, 2014. 214: p. 15-19.

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MATERIAIS COMPÓSITOS FUNCIONAIS BASEADOS EM REDES METALO-ORGÂNICO

Virgílio Machado, Baltazar de Castro e Luís Silva

Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

Redes metalo-orgânicas porosas (MOFs), também conhecidos como polímeros de

coordenação porosos, são materiais cristalinos constituídos por um centro metálico interligado por vários ligandos orgânicos, dando origem a estruturas uni- (1D), bi- (2D) ou tri-dimensionais (3D). [1] A diversidade estrutural dos MOFs leva a que estes tenham uma longa e variada aplicabilidade em diferentes áreas desde o armazenamento de gases, sensores e catálise. [2].

O trabalho realizado e aqui descrito envolve a síntese e posterior aplicação catalítica de potenciais catalisadores baseados em MOFs. Foram escolhidos os MOFs do tipo UiO-66 e NH2-UiO-66 devido à sua elevada área superficial e pela sua notável estabilidade química, tendo sido preparados por procedimentos anteriormente reportados [3-4].

A caracterização obtida dos MOFs foi realizada através de várias técnicas (espectroscopia FT-IR, difração raios-X de pós e microespectroscopia eletrónica de varrimento com energia dispersiva de raios-X) e indica que os materiais foram preparados com sucesso. Estes materiais UiO-66 e NH2-UiO-66 foram avaliados como catalisadores heterogéneos em reações de oxidação de dibenzotiofeno (DBT) usando um oxidante verde.

Figura 1 – Representação do UiO-66

Referências:

[1] Zhou H., Kitagawa S., Chemical Society Reviews,43, 5415-5418, (2014) [2] Ferey G., Chemical Society Reviews, 37, 191-214, (2008) [3] Cavka J. H., Jakobsen S., Olsbye U., Guillou N., Lamberti C., Bordiga S., Lillerud K. P., J.

American Chemical Society, 130, 13850-13851, (2008) [4] Kandiah M., Nilsen M. H., Usseglio S., Jakobsen S., Olsbye U., Tilset M., Larabi C., Quadrelli E. A., Bonino F., Lillerud K. P., Chemistry of Materials, 22, 6631-6640, (2010)

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DESENVOLVIMENTO E OTIMIZAÇÃO DE BIOSSENSORES ELETROQUÍMICOS IMPRESSOS PARA TESTES MICROBIANOS

Vanessa Montês1,2, Joana Fonseca2, José Gonçalves2, M. João Sottomayor1

1Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto.

2Centro de Nanotecnologia e Materiais Técnicos, Funcionais e Inteligentes (CeNTI).

Um biossensor é um dispositivo de deteção química que tem na sua constituição um elemento de reconhecimento biológico (ex: uma enzima ou um anticorpo), que é o responsável pela biosseletividade, acoplado a um transdutor, que permite a transformação do sinal obtido no sinal de interesse, de forma a ser possível a deteção quantitativa de um determinado analito bioquímico [1, 2]. Uma das classes de biossensores mais utilizadas é a dos sensores eletroquímicos [3]. Atualmente existem diversas técnicas para a deteção de micro-organismos que se dividem em dois grandes grupos, as técnicas convencionais e as técnicas de resposta rápida. As técnicas convencionais são tradicionalmente mais demoradas, o que pode ser um problema em diversos casos [4, 5]. Por esse motivo, criaram-se técnicas de análise mais rápidas, mas mesmo algumas dessas técnicas necessitam que as culturas tenham um tempo de inoculação adequado para estarem completamente desenvolvidas. Neste contexto, o principal objetivo do trabalho apresentado é o desenvolvimento de um biossensor eletroquímico impresso, de baixo custo, que permita detetar pequenas quantidades de micro-organismos, de forma rápida e eficiente. Como um exemplo de micro-organismo de estudo, utilizou-se a levedura de padeiro, Saccharomyces cerevisiae, que tem uma ampla utilização industrial, nomeadamente, na panificação, na fermentação de bebidas alcoólicas e na produção de etanol para biocombustíveis. No presente trabalho pretende-se imobilizar, no elétrodo de trabalho do sensor, a álcool oxidase, uma enzima que catalisa a reação de álcoois primários com oxigénio, sendo um dos produtos H2O2 (uma espécie química de elevado potencial de oxidação), para detetar o etanol produzido pela levedura, e deste modo detetar a presença da própria levedura [6]. Os sensores estudados foram impressos usando a técnica de screen printing. Após a impressão, foram realizados estudos de caracterização eletroquímica e elétrica do elétrodo de trabalho, nomeadamente, foi estudado o processo de oxidação-redução de uma sonda eletroquímica (K3[Fe(CN)6]) à superfície do elétrodo e foi determinada a resistência de folha. Adicionalmente foi também determinada a espessura e a rugosidade dos elétrodos por perfilometria. Após a caracterização do elétrodo de trabalho, procedeu-se à sua modificação com ftalocianina de cobalto (CoPC), um mediador de eletrões que permite a deteção do sinal eletroquímico de H2O2.

Referências:

[1] N. J. Ronkainen, H. B. Halsall, W. R. Heineman, Chem. Soc. Rev., 39, 1747 (2010). [2] J. Wang, J. Pharm. Biomed. Anal., 9, 47 (1999). [3] S. P. Mohanty, E. Kougianos, IEEE Potentials, 25, 35 (2006). [4] B. Lam, Z. Fang, E. H. Sargent, S. O. Kelley, Anal. Chem., 84, 21, (2012). [5] J. D. Besant, J. Das, E. H. Sargent, S. O. Kelley, ACS Nano, 7, 8183 (2013). [6] M. Boujtita, J. P. Hart, R. Pittson, Biosens. Bioelectron., 15, 257 (2000).

C7

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LÍQUIDOS IÓNICOS EM MATERIAIS SEMICONDUTORES ORGÂNICOS

Ricardo Taveira, Carlos Lima, Luís Santos

Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

Os derivados do tris(8-hidroxiquinolinato)Al(III), apresentam-se como os materiais mais utilizados no fabrico de dispositivos semicondutores orgânicos (OSCs), nomeadamente como constituintes das camadas electroluminescente e/ou transportadora de electrões. Dependendo da identidade do metal e dos substituintes presentes nos ligandos de 8-hidroxiquinolina estes compostos podem apresentar conformação meridional (mer) ou facial (fac). Um dos objectivos deste trabalho é o estudo das alterações das propriedades térmicas, físicas e estruturais que vários metais e diferentes substituintes podem originar nos compostos referidos. Assim, neste trabalho foram sintetizados e purificados vários complexos metálicos derivados do tris(8-hidroxiquinolinato)Al(III), M = Al, Ga, In. As propriedades térmicas e estruturais destes compostos foram estudadas utilizando técnicas como espectroscopia FTIR e UV-Vis, RMN e calorimetria diferencial de varrimento (DSC).

Numa fase posterior deste trabalho pretende-se também produzir, utilizando diferentes sistemas de deposição (Spin-coating e deposição em vácuo), filmes finos destes materiais e seus compósitos com líquidos iónicos e proceder ao estudo de desempenho elétrico com base em medições de ciclo voltamétricos (IV). A caracterização e desempenho elétrico destes materiais será realizada num instrumento cuja construção já foi iniciada no decorrer deste projeto, estando em curso o desenvolvimento de software para controlo e monitorização dos resultados.

Referências:

[1] B.C. Ling, C.P. Cheng, Z.Q. You, C.P. Hsu, J. Am. Chem. Soc, 127, 2005, 66−67. [2] J.C.S. Costa, C.F.R.A.C Lima, L.M.N.B.F Santos, J. Phys. Chem.C, 118, 2014, 21762-21769

C8

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CONTROLO DA QUALIDADE: AUDITORIAS TÉCNICAS A MÉTODOS DE ENSAIO ACREDITADOS

Andreia Martins 1,2, André Oliveira2, Carlos Gomes1

1Departmento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto.

2Silliker Portugal, S.A.

O presente trabalho foi elaborado no laboratório de química da Silliker Portugal. A Silliker uma empresa independente de prestação de serviços para o setor agroalimentar [1], numa altura em que a qualidade e a segurança alimentar se tornam cada vez mais importantes. É uma empresa acreditada (certificado de acreditação nº. L0087) pelo Instituto Português de acreditação (IPAC) e por isso cumpre os critérios de acreditação para laboratórios de ensaio segundo o referencial normativo NP EN ISO/IEC 17025 [1].

O objetivo deste estágio é a realização de auditorias técnicas a métodos de ensaio acreditados. Atualmente a Silliker Portugal S.A. tem cerca de 160 ensaios acreditados [1].

Segundo o referencial normativo NP EN ISO/IEC 17025 as auditorias internas, que fazem parte dos requisitos de gestão, devem ser realizadas periodicamente como forma de verificação das atividades realizadas e se estas continuam a satisfazer os requisitos do sistema de gestão e do próprio referencial normativo, tendo em vista a melhoria contínua [2]. Uma auditoria técnica é uma auditoria interna direcionada para o método de análise onde, além se de verificar se o procedimento é seguido pela analista, são verificados aspetos como a rastreabilidade, as participações em ensaios interlaboratoriais (ECI) ou a utilização de daily

process control samples (DPCS – amostras diárias de controlo do processo). A realização de qualquer medição analítica tem como objetivo a obtenção de dados fiáveis e precisos [3].

Até ao momento foram realizadas onze auditorias técnicas a métodos internos da Silliker. Foram detetadas pequenas falhas, tanto ao nível da execução da técnica como ao nível dos registos de controlo da qualidade nos métodos auditados, sem impacto na qualidade final dos resultados gerados. Verificou-se, por exemplo, que a determinação do pH estava a ser realizada em amostras que depois de preparadas sofreram um processo de congelação. No caso da determinação da matéria gorda total constatou-se que não eram cumpridos na totalidade os tempos e/ou as temperaturas da hidrólise ácida e que a neutralização não estava a ser corretamente verificada, uma vez que apenas era utilizada metade da quantidade de H2O necessária para realizar uma correta neutralização. Foi ainda verificado, no caso da determinação das aflatoxinas B1, B2, G1 e G2, que não havia controlo do fluxo do filtrado através da coluna de imunoafinidade, para que este tivesse um caudal de 1 a 2 ml/min. No caso da determinação de CO2 em bebidas alcoólicas e espirituosas, verificou-se que apesar de seguido o procedimento, o tempo de desgaseificação das amostras não era suficiente, o que pode afetar os resultados obtidos.

Sempre que se verifica um desvio ao método, tanto a nível da técnica como a nível dos registos relacionados com o controlo da qualidade, tem que se proceder à abertura de uma nota de não conformidade com o objetivo de serem tomadas as ações corretivas mais adequadas para evitar a sua recorrência.

Referências:

[1] Merieux Nutrisciences, http://www.merieuxnutrisciences.pt/pt/por/silliker/sobre-a-silliker/silliker-Portugal, (Consultado em 2014/12/18); [2] Norma Portuguesa NP EN ISO/IEC 17025:2005- Requisitos Gerais de Competência para Laboratórios de Ensaio e Calibração, 2005, Instituto Português da Qualidade (IPQ); [3] Huber, Ludwig, Validation of Analytical Methods, Agilent Technologies; [4] Huber, Ludwig, Validation and Qualification in Analytical Laboratories, Informa Healthcare USA, Inc., 2007.

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AVALIAÇÃO DO GRAU DE CURA DE FORMULAÇÕES POLIMÉRICAS POR ANÁLISE TÉRMICA

Bárbara Abreu1,2, Bruna Moura2, Eduardo F. Marques1

1Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto.

2CeNTI, Centro de Nanotecnologia e Materiais Técnicos, Funcionais e Inteligentes.

A análise térmica é uma ferramenta de grande relevância no que diz respeito à caraterização das propriedades físicas e químicas de revestimentos multifuncionais utilizados na indústria. As propriedades dos revestimentos dependem significativamente do grau de cura dos materiais poliméricos usados, pelo que é de extrema importância controlar este parâmetro, por forma a que as propriedades desejadas sejam obtidas [1]. Atualmente, a literatura foca-se no estudo de resinas epóxi [2, 3], sistemas simples cujo mecanismo de cura é conhecido. Nestes casos, é geralmente suficiente recorrer a apenas uma técnica de análise para determinação do grau de cura, tipicamente a calorimetria diferencial de varrimento (differential scanning calorimetry, DSC). No âmbito deste trabalho, optou-se por estudar novas formulações poliméricas de base aquosa curáveis termicamente e outras 100% reativas curáveis por irradiação de luz ultravioleta (UV). Estes sistemas não necessitam de processos de cura complexos e demorados, o que apresentaria gastos energéticos elevados, e os tornaria menos apelativos a nível ecológico e industrial. Assim, o objetivo principal deste projeto consiste no desenvolvimento de uma metodologia robusta para avaliação do grau de cura de formulações poliméricas de caraterísticas mais ecológicas. Deve salientar-se que a literatura científica sobre o assunto é ainda relativamente escassa. Numa fase inicial do projeto, optou-se por verificar se os métodos utilizados na determinação do grau de cura de resinas epóxi poderiam ser aplicados a estas formulações. Constatou-se que o uso de DSC não é nestes casos suficiente, pelo que se torna indispensável a sua combinação com diferentes técnicas, tais como a análise termogravimétrica (thermogravimetric analysis, TGA), e a análise mecânica dinâmica (dynamic mechanical

analysis, DMA). Adicionalmente, os resultados obtidos serão ainda comparados com os resultados obtidos com técnicas de caraterização complementares, como sejam a espetroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e a microscopia ótica, podendo deste modo avaliar-se as alterações químicas e morfológicas do revestimento polimérico.

Referências:

[1] Cheng, S.Z., Handbook of Thermal Analysis and Calorimetry: Applications to Polymers and

Plastics. Vol. 3. 2002: Elsevier. [2] Roşu, D., et al., Cure kinetics of epoxy resins studied by non-isothermal DSC data. Thermochimica

Acta, 2002. 383(1): p. 119-127. [3] Sichina, W., Characterization of epoxy resins using DSC. Thermal Analysis Application Note. Perkin

Elmer Instruments, Norwalk, 2000.

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ESTUDO DE SOLVATAÇÃO DE ÁLCOOIS EM LÍQUIDOS IÓNICOS

Inês Vaz, Ana Ferreira, Luís Santos

Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

Este trabalho envolve o uso de sondas moleculares (álcoois de cadeia curta) no estudo da nano-estruturação e das interações intermoleculares existentes nos Líquidos Iónicos (ILs).

Incluiu-se neste projeto a reparação e modernização do Calorímetro de Titulação Isotérmica (ITC) existente, testes de funcionamento e calibração química e elétrica do instrumento. A calibração química foi feita com base na metodologia proposta na literatura referente à diluição de uma solução aquosa de 10% propanol em água [1]. A calibração elétrica foi efetuada usando diferentes níveis de potência e energia. O teste ao funcionamento e desempenho do instrumento/metodologia foi feito por comparação dos resultados obtidos relativamente aos resultados existentes na literatura [2, 3] para a diluição de propanol em água em diferentes proporções.

A entalpia de solvatação, à diluição infinita, de álcoois de cadeia curta (propanol, butanol e pentanol) em Líquidos Iónicos foi medida por Calorimetria de Titulação Isotérmica (ITC). Neste estudo, para além do estudo do efeito do aumento da cadeia alquílica do catião, foi explorado o efeito da natureza do catião e do anião para um mesmo comprimento de cadeia alquílica (butil).

Os resultados obtidos evidenciam a existência de um “trend-shift” com o aumento da cadeia alquílica do catião, à semelhança do que acontece com outras propriedades termofísicas [4, 5], resultante da existência de uma diferenciação na nanoestruturação dos ILs a partir de um tamanho de cadeia crítica (CAS) de N=6. A utilização de Líquidos Iónicos com diferentes catiões (butilimidazolium, butilpirrolidinium, butilpyridinium …) não originou uma diferenciação significativa na solvatação do 1-propanol. Contudo, a mudança do anião (NTf2, PF6…) resultou numa alteração da magnitude da entalpia de solvatação, que é indicativa da existência de interações localizadas entre o grupo do álcool e a região com caracter básico do anião, para o qual já existem relatos na literatura [6].

Referências:

[1] Adão, R., Bai, G., Loh, W., Bastos, M. J. Chem. Thermodynamics 52, 57-63 (2012). [2] Hallén, D., Nilsson, S., Rothschild, W., Wasdsö, I. J. Chem. Thermodynamics 18, 429-442 (1986). [3] Tanaka, S., Yoshihara, H., Ho, A., Lau, F., Westh, P., Koga, Y. Can. J. Chem 74, 713-721 (1996). [4] Rocha, M., Bastos, M., Coutinho, J., Santos, L. J. Chem. Thermodynamics 53, 140-143 (2012). [5] Rocha, M., Lima, C., Gomes, L., Schröder, B., Coutinho, J., Marrucho, I., Esperança, J., Rebelo, L., Shimizu, K, Lopes, J., Santos, L. J. Phys. Chem. B, 115, 37, 10919-10926 (2011). [6] Fumino, K., Wittler, K., Ludwig, R., J. Phys. Chem. B, 116, 9507−9511 (2012).

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ANÁLISE DE PRODUTOS AGROALIMENTARES, UTILIZANDO TÉCNICAS ESPETROFOTOMÉTRICAS

Ana Oliveira 1,2, Alice Santos 2, Paulo Almeida 1

1Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto.

2Silliker Portugal, S.A. Os alimentos são a principal fonte de metais essenciais para o ser humano. Esses metais são necessários em várias funções vitais do nosso organismo, podendo a sua deficiência causar sérios problemas para a saúde [1]. No entanto, outros metais quando presentes no organismo podem causar intoxicações, mesmo em concentrações extremamente baixas. Como tal, é necessária a determinação dos teores dos metais essenciais, bem como dos metais tóxicos nos produtos alimentares.

O regulamento (EU) Nº 1169/2011 do Parlamento Europeu e do Conselho, relativo à prestação de informação aos consumidores sobre os géneros alimentícios, vem estabelecer as regras e os requisitos para a apresentação da declaração nutricional relativa aos géneros alimentícios, com a inclusão da informação nutricional nas embalagens. A declaração nutricional obrigatória inclui a informação sobre o teor de sal [2]. O regulamento (CE) Nº 1881/2006 da Comissão fixa os teores máximos de certos contaminantes, designadamente do cádmio e do chumbo, presentes nos géneros alimentícios [3]. A Silliker S.A., empresa que acolheu este estágio, presta serviços de análise de produtos do setor agroalimentar e de controlo da qualidade [4]. Assim, no âmbito do trabalho de estágio, têm vindo a ser analisados produtos agroalimentares com o intuito de determinar vários elementos, essencialmente por técnicas de espectrofotometria de absorção atómica. Assim, efetuou-se a determinação, por espetrofotometria de absorção atómica com chama, do sódio, potássio, cálcio e zinco em vários produtos alimentares. Além disso, adaptou-se esta metodologia para a determinação do sódio, potássio, cálcio e zinco em vinhos. Com a exceção do vinho, as amostras foram sujeitas a um pré-tratamento por digestão por via seca. Posteriormente, também será feita a digestão por micro-ondas das mesmas amostras. Até ao final do estágio, far-se-á a determinação, por espetrofotometria de absorção atómica com câmara de grafite, dos contaminantes cádmio e chumbo em amostras utilizadas em circuitos interlaboratoriais e outros produtos alimentares. No tratamento dessas amostras será feita a digestão das amostras por via seca e por micro-ondas.

Referências:

[1] Baker SA, Millier-lhli NJ.Atomic Spectroscopy in Food Analysis. Encyclopedia of

Analytical Chemistry. John Wiley & Sons, Ltd; 2006. [2] Regulamento (UE) Nº 1169/2011 do Parlamento Europeu e do Conselho de 25 de Outubro de 2011, http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2011:304:0018:0063:PT:PDF, (consultado em 21/03/2015) [3] Regulamento (CE) Nº 1881/2006 da Comissão de 19 de Dezembro de 2006, http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2006:364:0005:0024:PT:PDF, (consultado a 21/03/2015). [4] Merieux Nutrisciences, http://www.merieuxnutrisciences.pt/pt/por/silliker, (Consultado em 19/03/2015).

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ESTUDO DA INTERAÇÃO DE CATIÕES METÁLICOS COM FUCOIDANO

Teresa Oliveira, Cosme Moura

Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

O fucoidano é um polissacárido encontrado na matriz da parede celular de diversas espécies de algas castanhas que ocorrem quase exclusivamente em ambientes marinhos costeiros. É constituído predominantemente por monómeros de L-fucose com grupos éster sulfatado e carboxílico em proporções que dependem das algas de onde foram extraídos [1, 2].

Além de ser reconhecido pelas suas propriedades biológicas de grande relevância na área da farmacologia, das quais se destacam as suas atividades antiviral, anticoagulante, anti-inflamatória e antitumoral, o fucoidano tem vindo a ser apontado, na área ambiental, como um dos principais responsáveis pela capacidade de retenção de catiões de metais pesados exibida pelas algas marinhas castanhas [1]. Neste contexto e com o propósito de se esclarecer a relevância do fucoidano no mecanismo de biossorção de metais pelas algas castanhas, desenvolveu-se um projeto de trabalho com o objetivo de se caracterizar e quantificar a interação de catiões de metais pesados com o fucoidano em solução aquosa. O trabalho integra-se num projeto mais amplo de consolidação do centro multipolar de valorização de recursos marinhos visando novos usos do mar. Após a execução dos estudos de solubilidade do fucoidano em água e do seu comportamento espetrofotométrico na região do ultravioleta, procedeu-se à determinação potenciométrica e espetrofotométrica do número total de equivalentes ácidos do fucoidano. Este estudo foi realizado com base em titulações potenciométricas e espetrofotométricas de soluções aquosas de fucoidano 350 mg/L, na presença de um ácido forte, com uma solução padrão descarbonatada de NaOH 0,1 mol/L. O tratamento dos resultados foi efetuado com recurso ao método de Gran, tendo-se obtido um teor de equivalentes ácidos de 9,2x10-4 mol/g. O estudo da interação de catiões metálicos com o fucoidano iniciou-se com o catião Pb2+ e foi monitorizado por potenciometria com o auxílio do elétrodo seletivo de Pb2+. Os resultados obtidos revelaram que o catião Pb2+ é coordenado pelo fucoidano numa proporção de combinação de 1:1. A constante de estabilidade foi determinada para I = 0,1 mol/L e pH=5,9, tendo-se encontrado o valor de 4,2x103 ± 0,2x103. Como trabalho futuro, está prevista a realização de ensaios potenciométricos de avaliação da interação do fucoidano com o catião Ag+ e a repetição dos estudos anteriores utilizando a técnica de espetroscopia de absorção atómica.

Referências:

[1] Davis, T.A., Volesky B., Mucci A. Water research, 37, 18 (2003). [2] Li, B., et al. Molecules, 13, 8 (2008).

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OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE CONTROLO LABORATORIAL. INTEGRAÇÃO NAS ATIVIDADES DO LABORATÓRIO

Inês Santos1,2, Elvira Miravall2, Jorge Gonçalves1

1Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

2Amorim & Irmãos – Unidade Industrial Champcork

A unidade industrial Champcork foi instituída em 1982, fazendo parte do conjunto de empresas que compõem o grupo Amorim. Situada em Santa Maria de Lamas é responsável pela produção de rolhas de Champanhe e vinho espumante, assim como pela produção de rolhas Spark Top One (STO) destinadas a vinhos gaseificados e cervejas.

A cortiça é uma matéria-prima 100% natural, extraída da casca do sobreiro – Quercus

Suber L – uma árvore habitualmente encontrada na bacia ocidental do Mediterrâneo. É formada por uma colmeia de células microscópicas ocupadas com uma mistura de gases semelhante ao ar e revestidas maioritariamente por suberina e lenhina, identificando-se também outros compostos, com menor expressividade, como os polissacáridos, ceroides e taninos [1]. Esta rica composição química confere à cortiça propriedades ímpares como a leveza, flexibilidade/compressibilidade, impermeabilidade, imputrescibilidade e ainda a capacidade de ser biodegradável, reciclável e renovável.

A partir da cortiça são produzidas rolhas naturais e discos. Com as aparas resultantes é produzido o aglomerado utilizado na conceção de rolhas técnicas e revestimentos.

As rolhas de Champanhe são compostas por um corpo de aglomerado de cortiça com um, dois ou três discos de cortiça natural de elevada qualidade na extremidade que entra em contacto com a bebida. Apresentam excelentes performances físicas, químicas e enológicas, destacando-se como principais vantagens o comportamento mecânico e a facilidade de engarrafamento.

Este trabalho tem como objectivos: a otimização do controlo laboratorial, integração no ambiente laboratorial e a realização de estudos que permitam uma melhor compreensão das características da cortiça e otimização do controlo da qualidade da rolha de champanhe.

Para cumprimento dos objetivos estabelecidos, iniciou-se a contabilização do tempo/custo de cada técnica executada no controlo laboratorial, tendo em consideração todos os custos de produção, mão-de-obra e materiais utilizados. Este estudo assenta na necessidade de conhecimento do custo de cada técnica para uma melhor rentabilização dos recursos humanos.

Futuramente será realizado um estudo sobre as consequências da retificação das rolhas ao nível sensorial, pretendendo-se uma elucidação do aparecimento ou desaparecimento de odores aquando da aplicação dessa técnica. Referências: [1] A Arte da Cortiça, Corticeira Amorim, S.G.P.S., S.A., 2ª Edição, Porto, 2014.

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ESTUDOS DE INTERAÇÃO ENTRE UM COPOLÍMERO TRIBLOCO TERMOSENSÍVEL E TENSIOATIVOS IÓNICOS

Bárbara Claro1,2, Bo Nyström2, Eduardo F. Marques1

1Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto.

2Department of Chemistry, University of Oslo, Blindern, N-0315 Oslo, Norway.

Os copolímeros de bloco têm sido amplamente estudados nos últimos anos dada a sua capacidade de, em solução aquosa, se auto-organizarem em nanoestruturas tais como micelas, vesículos e cristais líquidos liotrópicos de morfologia variável. Este tipo de sistemas coloidais, além de elevado interesse fundamental a nível químico-físico, apresenta elevada aplicabilidade industrial em áreas como a extração de crude, a veiculação de fármacos e o desenvolvimento de biossensores [1-2]. O poli(N-isopropilacrilamida), abreviado por PNIPAAM, é um copolímero anfifílico, solúvel em água, biocompatível e termossensível, exibindo uma temperatura de solução crítica inferior (LCST), em solução aquosa, de cerca de 32 ºC [3]. Abaixo desta temperatura, o PNIPAAM é solúvel em água, enquanto que acima as cadeias poliméricas colapsam devido à perda de qualidade do solvente, ocorrendo uma separação de fase [4]. No presente trabalho, utiliza-se um copolímero tribloco termossensível e negativamente carregado derivado do PNIPAAM, o metoxi-poli(etilenoglicol)-bloco-poli(N-isopropilacrilamida)-bloco-poli(2-succinato propiloxilme-tacrilato), MPEG45-b-PNIPAAM48-b-PSAPMA20, e aqui abreviado por Z75. Este projeto tem como objetivo o estudo das interações deste copolímero de tribloco Z75, em solução aquosa, com tensioativos iónicos — o tensioativo aniónico dodecilsulfato de sódio (SDS) e o tensioativo catiónico brometo de dodeciltrimetilamónio (DTAB) — por forma a investigar o efeito dos tensioativos na solubilidade do polímero e respetiva termosensibilidade, bem como caraterizar o tamanho, carga e estrutura de agregados mistos polímero-tensioativo formados. Recorre-se a técnicas como a turbidimetria, medição de potencial zeta, dispersão dinâmica de luz (DLS), dispersão de neutrões de baixo ângulo (SANS) e microscopia eletrónica de transmissão criogénica (cryo-TEM). Até ao momento, os estudos realizados revelam genericamente uma forte interação associativa (de natureza eletrostática e hidrofóbica) dos tensioativos com o polímero, a qual é fortemente dependente da temperatura e concentração de tensioativo. Foram ainda realizados testes de citotoxicidade em células cancerígenas MDA-MB-231 e em fibroblastos NIH-3T3, para averiguação da potencial aplicabilidade destes sistemas mistos como veiculadores de fármacos.

Figura 1 – a) Estrutura molecular do copolímero tribloco Z75 usado neste trabalho. b) Variação do potencial zeta para 0.25 wt% Z75 em função da concentração de tensioativo SDS, a 25 ºC. [1] Kjøniksen, A. L.; Zhu, K.; Karlsson, G.; Nyström, B., Colloids Surf. A, 11, 333 (2009). [2] Calejo, M. T.; Cardoso, A. S.; Marques, E. F.; Araujo, M. J.; Kjoniksen, A. L.; Sande, S. A.; de Lima, M. C. P.; Jurado, A. S.; Nyström, B., Colloid Surf. B - Biointerfaces, 102, 682 (2013). [3] Pamies, R.; Zhu, K.; Kjøniksen, A.-L.; Knudsen, K. D.; Nyström, B. J. Colloid Interface

Sci., 1, 326 (2008). [4] Chen, M. Q.; Serizawa, T.; Li, M.; Wu, C.; Akashi, M. Polym J., 12, 35 (2013).

MPEG45-b-PNIPAAM48-b-PSAPMA20

(a) (b)

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VALIDAÇÃO DE MÉTODO DE CONTROLO DO TEOR DE COV EM TINTAS LÍQUIDAS, POR GC-MS COM HEAD-SPACE

Ana Catarina Santos 1,2, Etelvina Veludo2, Cosme Moura1

1Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto 2CIN – Corporação Industrial do Norte, S.A

Com o intuito de minimizar a emissão de poluentes atmosféricos no espaço da Comunidade Europeia. A diretiva 2004/42/CE estabeleceu os limites para as emissões de compostos orgânicos voláteis (COV) resultantes da utilização de solventes orgânicos em tintas, vernizes e produtos de retoque automóvel. O cumprimento dos requisitos impostos pela diretiva levou ao desenvolvimento de metodologias de análise química capazes de rastrear e quantificar o teor de COV presente nas diferentes formulações de tintas e vernizes [1]. A elaboração da norma EN ISO 11890-2 permitiu, ao setor das tintas e vernizes, a determinação do teor de COV em diferentes produtos. Apesar da norma apresentar os requisitos necessários para a determinação dos COV, com o tempo acabaria por se mostrar inadequada ao propor a injeção direta da amostra no injetor cromatográfico, traduzindo-se em erros não só na medição da quantidade de amostra mas também na substituição quer da seringa, quer do liner [2]. Atualmente, algumas empresas da área, com o intuito de promover produtos que podem reduzir os impactos negativos para o ambiente comparativamente a outros produtos da mesma categoria, desenvolvem produtos com base em novos critérios ecológicos [3]. Em 2014, os critérios para atribuição de rótulo ecológico foram revistos e uma nova decisão da comissão europeia foi publicada sobre este assunto. Nesta decisão, para além de se considerar os COV serão também considerados os compostos orgânicos semi-voláteis (COSV). Neste contexto e fazendo face às necessidades da empresa CIN nesta área, o presente trabalho consiste no desenvolvimento de um projeto na área da análise química dos COV e COSV por cromatografia gasosa com detetor de massa. O principal objetivo definido foi a implementação e validação de uma metodologia analítica para a determinação de COV e COSV em tintas líquidas. Pretende-se ainda verificar a adequabilidade da norma ao uso do amostrador headspace em substituição da injeção direta. Numa primeira fase, procedeu-se à otimização das condições operacionais do cromatógrafo gasoso e do amostrador por headspace, para que todos os analitos voláteis de uma tinta ou verniz possam ser separados com a eficiência e resolução adequada. Prosseguiu-se com o desenvolvimento de métodos de quantificação para a determinação dos COV e COSV em tintas com baixo teor de COV ( < 1%), em tintas com um teor de COV até 15% e em tintas com COSV. Até à data, para a determinação das espécies em causa implementou-se o método do padrão interno. Após a conclusão da implementação do método de análise, proceder-se-á à sua validação com a realização do estudo da seletividade, da sensibilidade, dos limiares analíticos, da linearidade, da precisão e da exatidão. Referências: [1] Diretiva 2004/42/CE, Jornal Oficial da União Europeia, nº L 143/87, 30 de Abril 2004. [2] ISO 11890-2, Paints and varnishes -- Determination of volatile organic compound (VOC)

content -- Part 2: Gas-chromatographic method, International Organization for Standardization, Genéve, 2006.

[3] Europa, http://europa.eu/legislation_summaries/other/l28020_pt.htm, acedido em 08 de Março de 2015.

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RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS COMO FONTE DE SÍLICA NA PRODUÇÃO DE NANOPARTÍCULAS DE SÍLICA

Eva Correia1,2, Carla Silva2, Cristina Freire1

1Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

2Centro de Nanotecnologia e Materiais Técnicos, Funcionais e Inteligentes, CeNTI Os resíduos agroindustriais são subprodutos que resultam do processamento de culturas energéticas (biomassa). A sua incineração resulta em cinzas residuais, as quais são depositadas em aterros sanitários. O seu manuseamento e eliminação imprópria levanta questões relacionadas com o impacto na saúde humana e acumulação no meio ambiente [1]. O incentivo à recuperação ambientalmente racional e sustentável de resíduos pode ser uma solução para este problema. Acoplar a área da Nanotecnologia ao reaproveitamento de resíduos agroindustriais pode ser um contributo fundamental na inovação e desenvolvimento de metodologias e produtos mais sustentáveis de valor acrescentado, que possam competir com os convencionais [2]. A casca de arroz é um resíduo agroindustrial barato, abundante e biodegradável, cujo constituinte inorgânico maioritário é sílica (SiO2). Este resíduo tem demonstrado elevada potencialidade como percursor alternativo e viável na síntese de nanopartículas de SiO2 [3].

Figura 1 – Representação esquemática da obtenção de nanopartículas de sílica a partir do resíduo de casca de arroz.

Os principais objetivos deste trabalho passam por desenvolver metodologias sustentáveis na síntese de nanopartículas de SiO2 funcionais. Inicialmente, submeteu-se este resíduo a uma pré-lavagem, seguido de tratamento térmico em atmosfera oxidante (definido através da análise de TG), por forma a obter SiO2 amorfa com elevado grau de pureza. Posteriormente, abordou-se uma metodologia com introdução de diferentes templates. A caraterização em termos de composição química, morfologia e tamanho das nanopartículas foi feita por FTIR-ATR, análise elementar, SEM-EDS e TEM. Posteriormente, as nanopartículas de SiO2 serão caraterizadas por ICP, isotérmicas de adsorção-dessorção de azoto a -196°C e XRD. Também serão desenvolvidas novas abordagens de síntese, nomeadamente, sem e com recurso a soft-templating.

Referências: [1] John, E., Singh, K., The Biofuels Handbook - Part 3 - Chapter 1: Production and

Properties of Fuels from Domestic and Industrial Waste, Royal Society of Chemistry (2011).

[2] Baccile, N., Babonneau, F., Thomas, B., Coradin, T., Journal of Materials Chemistry, 19, 8497-8692 (2009).

[3] Weixing, W., Jarett C. M., Xiaotian, F., Aijie H., Zhiping L., Luyi S., ACS Applied

Materials & Interfaces, 4, 977−981 (2012).

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INTERAÇÃO ENTRE TENSIOATIVOS GEMINI E NANOTUBOS DE CARBONO: ESTUDOS DE DISPERSÃO E INCORPORAÇÃO

EM CRISTAIS LÍQUIDOS

Jessica N. Rocha, Eduardo F. Marques

Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

Os nanotubos de carbono (CNTs, carbon nanotubes) são um nanomaterial quase unidimensional com propriedades elétricas, óticas, mecânicas e térmicas únicas, e como tal, com elevado potencial para uma variedade de aplicações, como, por exemplo, reforço de compósitos, armazenamento de energia, veiculação de fármacos, eletrónica molecular e catálise [1]. Contudo, devido às interações de van der Waals fortemente coesivas que estabelecem entre si, os CNTs agrupam-se em pequenos aglomerados, o dificulta a sua manipulação. A maioria das aplicações práticas exige o isolamento e alinhamento individual dos CNTs. Um dos processos mais comuns para suspender e separar os CNTs em água consiste no uso de métodos de dispersão não-covalente, que recorrem à adsorção de moléculas anfifílicas (tensioativos, polímeros, proteínas) na superfície dos CNTs, preservando as suas propriedades originais [1-3]. Neste trabalho, pretende-se efetuar um estudo da capacidade de dispersão de um conjunto de tensioativos dicatiónicos gemini do tipo bis-quat, com variação sistemática do comprimento da cadeia principal, R (R = 12 e 16), e do espaçador do tensioativo, s (s = 2, 6 e 12). A exfoliação e dispersão do nanomaterial foi efetuada por vibração acústica ultrassónica em água, e a quantificação da concentração de CNTs dispersos por análise termogravimétrica e espectroscopia de absorção UV-Vis. Para cada tensioativo usado, a concentração foi tipicamente variada entre 0.1 e 20 vezes o valor da concentração micelar crítica, usando-se uma massa inicial de 9 mg CNT de parede múltipla (MWNT).

a)

Figura 2 – a) Estrutura molecular dos tensioativos gemini estudados neste trabalho, sendo o n = 12 e 16 e s = 2, 6 e 12. b) Estrutura dos CNTs utilizados neste estudo.

Os resultados obtidos até ao presente momento permitiram já obter conclusões acerca do efeito do comprimento da cadeia principal e do espaçador gemini, bem como da concentração micelar crítica, na eficiência de dispersão. Os próximos passos incluirão a extensão dos estudos para nanotubos de camada única (SWNT) e, posteriormente, a caraterização estrutural de nanocompósitos de CNTs em matrizes líquido-cristalinas formadas pelos tensioativos gemini. Referências:

[1] Wang H., “Dispersing Carbon Nanotubes Using Surfactants”, Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 14, 364–371, 2009. [2] Marques E.F.; Silva B.F.B., “Surfactant Self-Assembly”, in Encyclopedia of Colloid and Interface Science, T. Tadros (ed.), Springer Berlin Heidelberg. 2013, pp. 1202-1241. [3] Fernandes R.M.F., Buzaglo M., Shtein M., Bar I.P., Regev O., Marques E.F., Furó I. “Lateral Diffusion of Dispersing Molecules on Nanotubes As Probed by NMR”, J. Phys. Chem. C, 118, 582–589, 2014.

b)

s - 2

n - 2 n - 2

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ESTUDO COMPUTACIONAL DE REAÇÕES QUÍMICAS EM NANOREATORES

Isabel Tavares, Alexandre Magalhães

Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

Nanoreatores têm sido amplamente estudados nas últimas décadas, revelando-se promissores na sua aplicabilidade em diversas áreas, nomeadamente com grande importância no desenvolvimento de fármacos e em processos industriais. Destacam-se, nestes, os nanotubos de carbono (CNT) como nanoreatores que despertaram um crescente interesse na comunidade científica desde a sua descoberta [1].

A cavidade interna nos CNT permite o encapsulamento de moléculas, cujo efeito do seu confinamento tem sido amplamente estudado na modificação de propriedades de uma grande variedade de moléculas, bem como o estudo de reações químicas no seu interior [2].

Este trabalho tem como objetivo o estudo computacional de reações químicas no interior dos nanoreatores de carbono, de forma a que o desenvolvimento de estratégias de confinamento permita a realização de certas reações não favoráveis noutros meios, e melhorar o rendimento e sustentabilidade de reações já utilizadas para a sua aplicação prática.

Baseado numa técnica computacional híbrida, onde o sistema reacional é tratado a nível quântico rigoroso, através da teoria dos funcionais de densidade (DFT) com recurso ao programa de cálculo computacional Gaussian 09 e ao programa de visualização gráfica Gauss View 5, tem-se dado continuidade ao estudo do confinamento da já conhecida reação SN2 de Menshutkin no interior de nanotubos de carbono de parede simples (SWCNT) [3].

Vários parâmetros estão a ser estudados, nomeadamente a posição espacial dos reagentes no interior de SWCNT do tipo armchair, assim como o diâmetro e quiralidade destes, no sentido de avaliar os seus efeitos nos resultados energéticos e conformacionais dos caminhos de reação.

Com a continuidade deste estudo, prevê-se encontrar um padrão típico para o seu confinamento em SWCNT com diferentes quiralidades, contribuindo para novos avanços nas áreas de interesse da sua aplicação.

Referências:

[1] Iijima, S. Nature, 354, 56-58 (1991). [2] Fiedler, D., Leung, D. H., Bergman, R. G., Raymond, K. N. Accounts of Chemical Research, 38, 349-358 (2005). [3] Halls, M. D., Schlegel, H. B. Journal of Physical Chemistry B, 106, 1921-1925 (2002).

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DESENVOLVIMENTO DE LÍQUIDOS IÓNICOS BASEADOS EM FÁRMACOS ANTIMALÁRICOS

Joana Noronha,1 Ricardo Ferraz,2 Paula Gomes1

1 Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

2 Ciências Químicas e das Biomoléculas, Escola Superior de Tecnologia da Saúde do Porto do Instituto Politécnico do Porto

Os líquidos iónicos (ILs) são sais orgânicos com pontos de fusão geralmente inferiores a 100°C, sendo muitos deles líquidos à temperatura ambiente [1]. O estudo detalhado dos ILs ao nível das suas características físicas e químicas surgiu do seu potencial como solventes “verdes” [2], porém, recentemente tem vindo a surgir um grande interesse no estudo das suas propriedades biológicas; assim, uma terceira geração de ILs está a surgir de combinações que integram princípios farmacêuticos ativos (APIs), com vista à produção de novos ILs com potencial terapêutico [3]. Neste âmbito, o objetivo deste trabalho é a síntese e estudo de ILs baseados num fármaco antimalárico básico, a primaquina (PQ), cuja forma protonada (catiónica) é combinada com diversos aniões, alguns dos quais igualmente interessantes do ponto de vista terapêutico.

Até ao momento, foram já produzidos catorze sais derivados da PQ, por aplicação do método da neutralização (Figura 1), cujas estruturas foram já confirmadas por ressonância magnética nuclear de protão (1H-RMN) e de carbono-13 (13C-RMN), bem como por espetrometria de massa com ionização por eletro-nebulização e deteção por armadilha de iões (ESI-IT MS) [4].

Estes sais estão atualmente a ser submetidos a caracterização adicional, centrada nas suas propriedades físico-química e biológica, em colaboração com grupos de investigação externos.

Figura 1: Síntese de líquidos iónicos (ILs) baseados na primaquina.

Referências:

[1] Wilkes, J. S. A short history of ionic liquids – from molten salts to neoteric solvents, 4, 73-80 (2002) [2] Hough, W.L., Smiglak, M., Rodríguez, H., et al., The third evolution of ionic liquids: active

pharmaceutical ingredients, 31, 1429-1436 (2007) [3] Ferraz, R., Branco, L.C., Prudêncio, C., et al., Ionic Liquids as Active Pharmaceutical

Ingredients, 6, 975-985 (2011) [4] Ferraz, R., Branco, L.C., Marrucho, I.M., et al., Development of novel ionic liquids based on

ampilcillin, 3, 494-497 (2012)

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ARGILAS COM PROPRIEDADES HIDRO/OLEOFÓBICAS E REFLEXÃO NO INFRAVERMELHO

Pedro Pereira 1,2, Carla Silva2, Cristina Freire1

1Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto.

2Centro de Nanotecnologia e Materiais Técnicos, Funcionais e Inteligentes, CeNTI Atualmente, deparamo-nos com inúmeros casos de grafítis “não consentidos” que estão presentes um pouco por todo o lado nas grandes cidades. Este problema pode ser minimizado com o recurso a tintas com propriedades hidro/oleofóbicas, impedindo a aderência das tintas de spray. Outro dos problemas que está muito em foco, é o elevado aquecimento que ocorre nas infraestruturas devido à radiação solar. Esta radiação abrange uma gama de comprimento de onda considerável. No entanto, a radiação do infravermelho, tem vindo a ser alvo de maior investigação por constituir uma maior percentagem desta mesma radiação. Hoje em dia, os pigmentos inorgânicos como por exemplo o TiO2, são os mais eficientes para a sua reflexão [1]. O grande interesse das argilas deve-se ao facto de cada vez mais ser incutido o uso de materiais amigos do ambiente e por a partir destas, ser possível a obtenção de uma tinta natural que não apresenta emissão de COV’s. Tendo em consideração estes dois casos, o objetivo deste trabalho consiste em introduzir propriedades hidro/oleofóbicas e reflexão do infravermelho em argilas (figura 1).

Para efeito de hidro/oleofobicidade recorreu-se à imobilização de tensioativos e organossilanos. Posteriormente, as argilas foram caraterizadas por FTIR de modo a confirmar a eficiente imobilização. A hidro/oleofobicidade foi avaliada através da medição dos ângulos de contacto. Relativamente à reflexão de infravermelho testaram-se diversos pigmentos constituídos por dióxido de titânio e alumínio por UV-Vis (na região dos 700nm aos 1100nm) e por análise térmica. O pigmento que apresentou maior reflexão foi imobilizado na argila, observando-se o comportamento da mesma através das técnicas anteriormente referidas. Numa fase posterior as argilas funcionais serão incorporadas numa tinta de argila comercial, onde serão avaliadas as propriedades desenvolvidas. Referências:

[1] Buxbaum, G., Pfaff, G. Industrial Inorganic Pigments, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim (2005).

Infr

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Figura 1 – Propriedades de hidro/oleofobicidade e reflexão de infravermelho introduzidas na argila.

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CATALISADORES ÁCIDOS HETEROGÉNEOS PARA A VALORIZAÇÃO DE RESÍDUOS

Sónia Silva, Andreia Peixoto, Cristina Freire

Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

A transformação e o aproveitamento de resíduos em produtos de valor acrescentado é uma estratégia interessante quer do ponto de vista ambiental quer do ponto de vista económico, constituindo um importante pilar da sustentabilidade das indústrias atuais. [1] Os resíduos provenientes das indústrias de processamento animal e vegetal e alguns tipos de resíduos domésticos apresentam um elevado teor em ácidos gordos livres (free fatty acids, FFA) e por isso são excelentes matérias-primas para a produção de ésteres metílicos (fatty acid methyl

esters - FAME), compostos de elevada relevância e aplicação, nomeadamente na produção de detergentes, biocombustíveis, cosméticos ou mesmo de fármacos. [2] Atualmente, a maioria dos ésteres metílicos são obtidos usando matérias-primas refinadas de elevada qualidade (óleos vegetais) recorrendo a catalisadores homogéneos, que embora possuam uma elevada eficiência catalítica, estão associados a graves problemas de eliminação do meio reacional, uma vez que são tóxicos, corrosivos e produzem elevadas quantidades de águas residuais. Assim, a substituição de matérias-primas refinadas por resíduos e a utilização de catalisadores heterogéneos como alternativa aos catalisadores homogéneos, permite tornar estes processos cada vez mais sustentáveis a nível ambiental e económico. [3] Neste sentido, definiu-se como objetivos principais deste trabalho a preparação de vários catalisadores heterogéneos com propriedades ácidas e a sua aplicação na valorização de diferentes tipos de resíduos ricos em ácidos gordos de cadeia longa. Na preparação dos catalisadores, foram usadas matérias-primas naturais abundantes que foram quimicamente funcionalizadas com grupos ácidos sulfónicos. Os catalisadores ácidos foram caraterizados utilizando as técnicas de espetroscopia de infravermelho com transformada de Fourier por refletância total atenuada (FTIR-ATR), difração de raios-X de pó (PXRD), espetroscopia fotoeletrónica de raios-X (XPS), análise termogravimétrica (TGA) e análise elementar (EA). A determinação da acidez dos materiais foi realizada recorrendo à medição direta do pH no ponto de carga zero (pHpzc) e os centros ácidos determinados por titulação potenciométrica. A eficiência catalítica dos materiais nas reações de esterificação foi monitorizada por cromatografia gasosa, foram calculadas as conversões e os TON e traçados os perfis cinéticos. Foram efetuados vários ciclos de reutilização para avaliar o tempo de vida dos catalisadores. O trabalho futuro incidirá na seleção dos catalisadores que foram mais eficientes nas reações anteriores e a sua aplicação em diferentes tipos de resíduos para a produção de FAMEs. Referências:

[1] Arancon, R. A. D., Lin, C. S. K., Chan, K. M., Kwan, T. H., Luque, R. Energy Science and

Engineering, 2, 53-71 (2013) [2] Barrosa, S., Coelho, A. V., Lachtera, E. R., San Gila, R. A. S., Dahmoucheb, K., Silva, M. I. P., Souza, A. L. F. Renewable Energy, 50, 585 (2013) [3] Semwal, S., Arora, A. K., Badoni, R. P., Tuli, D. K. Bioresource Technology, 102, 2151-2161 (2011)

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NOVOS NANOCATALISADORES MAGNÉTICOS RECICLÁVEIS PARA A DEGRADAÇÃO DE POLUENTES DA INDÚSTRIA TÊXTIL

Marta Costa, Clara Pereira, Cristina Freire

Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto A poluição dos recursos hídricos por contaminantes orgânicos provenientes de vários setores industriais é considerada um problema ambiental emergente a nível global. Entre os vários setores industriais destaca-se a Indústria Têxtil, cujos efluentes contêm um elevado teor de corantes que têm tido um papel de destaque no aumento da poluição aquática [1]. Nas últimas décadas têm sido estudadas e desenvolvidas novas tecnologias de tratamento de águas residuais mais eficientes e economicamente viáveis [2]. Os nanotubos de carbono (CNTs) por apresentarem capacidade de adsorção e estabilidades térmica e química elevadas, e as nanopartículas magnéticas (MNPs) por apresentarem dimensões nanométricas e poderem ser facilmente recuperadas do meio reacional por separação magnética, têm despertado elevado interesse na área de desenvolvimento de nanocatalisadores recicláveis. A funcionalização dos CNTs com MNPs permite conjugar as vantagens de ambos os nanomateriais, constituindo uma estratégia promissora para o desenvolvimento de nanocatalisadores magnéticos recicláveis para a degradação de poluentes da Indústria Têxtil [3-5]. Este trabalho tem como objetivo a preparação de novos nanocatalisadores de carbono com propriedades magnéticas e sua aplicação na degradação de poluentes da Indústria Têxtil. Para tal, foram preparadas nanopartículas magnéticas de ferrites de metais de transição (MFe2O4, M = Co2+, Mn2+ e MnxCo1-xFe2O4, x = 0,3; 0,7) que foram incorporadas in situ em nanotubos de carbono dopados com azoto. A morfologia, estrutura, composição química e propriedades magnéticas dos nanomateriais foram estudadas por várias técnicas: microscopia eletrónica de transmissão, difração de raios X, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia Raman, espectroscopia fotoeletrónica de raios-X e magnetometria SQUID. Foram ainda realizados estudos de adsorção do corante alaranjado de metilo (MO) com os nanomateriais bifuncionais preparados de modo a avaliar a sua capacidade de adsorção, assim como com os nanotubos de carbono iniciais. Esses estudos permitiram determinar as cinéticas de adsorção e as isotérmicas de adsorção no equilíbrio para os diferentes nanomateriais. Futuramente, será avaliado o desempenho catalítico dos nanomateriais preparados (bifuncionais e mono-componente) na reação de degradação do MO. As reações serão monitorizadas por espectroscopia de UV-Visível e os meios reacionais caracterizados por ressonância magnética nuclear (1H e 13C).

Referências:

[1] Sharma, P., Das, M. R. Journal of Chemical & Engineering Data, 58, 151 (2013). [2] Dhakshinamoorthy, A., Navalon, S., Alvaro, M., Garcia, H. ChemSusChem, 5, 46 (2012). [3] Ali, S. D., Hussaina, S. T., Gilanib, S. R. Applied Surface Science, 271, 118 (2013). [4] Polshettiwar, V., Luque, R., Fihri, A., Zhu, H., Bouhrara, M., Basset, J.-M. Chemical

Reviews, 111, 3036 (2011). [5] Lu, A.-H., Salabas, E. L., Schüth, F. Angewandte Chemie International Edition 46, 1222 (2007).

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APLICAÇÃO DE TÉCNICAS CROMATOGRÁFICAS À INFORMAÇÃO NUTRICIONAL

Ricardo Reis 1,2, Alice Santos2, M. Clara Basto1

1 Departmento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

2 Silliker Portugal, S.A. Resultados de investigação mostram que existe uma correlação entre a alimentação e a saúde, sendo o conhecimento nutricional do que se ingere de extrema importância. A união europeia lançou o Regulamento (UE) n.º 1169/2011 que estabelece os princípios, os requisitos e as responsabilidades gerais que regem a informação sobre os géneros alimentícios e, em particular, a rotulagem. Este documento legal é aplicável a todos os géneros alimentícios destinados ao consumidor final, incluindo os que são fornecidos por estabelecimentos de restauração coletiva e os que se destinam a ser fornecidos a esses estabelecimentos. [1]

O grupo Silliker, líder mundial na prestação de serviços para o controlo e qualidade a nível agro-alimentar, integra a Silliker Portugal que dispõe de um laboratório na vanguarda do controlo analítico para obtenção de informação nutricional. O laboratório apresenta uma política de controlo de qualidade bem instituída, respeitando todas as especificações da norma NP EP ISO 17025. [2]

O presente trabalho foi realizado na empresa Silliker, no âmbito do Estágio curricular do Mestrado em Química da FCUP. Este trabalho tem como objetivos:

• A validação de um método analítico para a determinação de um componente orgânico, cafeína, presente em amostras de café e descafeinado, por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC);

• A validação de um método para a análise de ácidos gordos, ómega 3 e 6, presentes em amostras de óleos de peixe e margarinas por cromatografia de fase gasosa (GC).

Após o acompanhamento de métodos já implementados na área instrumental e a identificação dos recursos materiais e bibliográficos necessários para execução deste trabalho, numa fase inicial, procedeu-se à validação, segundo a norma internacional ISO 20481, de um processo para a determinação do teor de cafeína. O processo já implementado na Silliker não seguia um referencial normativo.

A segunda parte do trabalho, relativa à validação de um método de análise de ácidos gordos, ómega 3 e 6, por cromatografia gasosa e posterior controlo de qualidade dos resultados, encontra-se em curso.

Referências:

[1] Regulamento (EU) nº 1169/2011, Jornal Oficial da União Europeia, L 304/18, 22 de Novembro de 2011. [2] Merieux Nutrisciences, http://www.merieuxnutrisciences.pt/pt/por/silliker/sobre-a-silliker/sobre-a-silliker, acedido em 14 de Março.

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CONTROLO DE MATERIAIS EM CONTACTO COM O PRODUTO NO ÂMBITO DOS REQUISITOS DA NORMA ISO 22000 – SISTEMA DE GESTÃO DE SEGURANÇA ALIMENTAR

Ricardo Carvalho 1,2, Joana Moreira 2, José Rodrigues 1

1 Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto 2 Unicer S.A.

Este projeto tem como objetivo proceder a identificação dos materiais que entram em contacto (direto e indireto) com os produtos produzidos na Unicer S.A. (concretamente na unidade industrial de Leça do Balio, Pedras Salgadas, Quinta do Minho e na unidade de prestação de serviços da Assistência Técnica) segundo a norma ISO 22000 (Sistemas de gestão da segurança alimentar - NP EN ISO 22000:2005), e por consequência em concordância com a legislação europeia em vigor (1935/2004/CE – Materiais e objetos destinados a entrar em contacto com os alimentos) [1]. Para se fazer essa avaliação elaborou-se uma árvore de decisão, que viria a ser aplicada numa matriz de risco que continha todos os materiais identificados nos centros de produção (e prestadora de serviços) em cima mencionados. Numa primeira fase a identificação de materiais foi realizada na unidade de prestação de serviços da Assistência Técnica e nos centros de produção de menor dimensão: Pedras Salgadas e Quinta do Minho. Procedeu-se a um levantamento exaustivo de todos os materiais e foi feita a avaliação do seu risco. Nessa avaliação exclui-se os materiais de aço inoxidável e analisou-se os restantes materiais que pudessem sofrer algum tipo de degradação e/ou migração (por exemplo materiais cerâmicos [2]) para o produto. Após essa avaliação, fez-se a validação dos mesmos, tendo-se, para isso, contactado os respetivos fornecedores para solicitar o envio da declaração de conformidade alimentar com os requisitos previstos na legislação. Neste momento, devido a dificuldades dos fornecedores em obter essas declarações nos seus fornecedores, tem-se aplicado a matriz de risco acima mencionada (construída posteriormente a esta fase do projeto) para podermos avaliar quais os materiais que poderão apresentar maior risco para a qualidade do produto, e termos como principal foco esses mesmos materiais. Numa segunda fase do projeto passou-se à avaliação do centro de produção de maior dimensão da Unicer S.A. (Leça do Balio). Começou-se por fazer o levantamento de materiais pela área de produção de utilidades (ar comprimido, CO2, vapor, água de processo e de diluição). Fez-se o levantamento com o auxílio da árvore de decisão dos materiais que pudessem representar maior perigo para o produto, e aplicou-se a matriz, passando de seguida à avaliação e validação dos materiais (solicitando aos fornecedores as declarações de conformidade alimentar). Este levantamento contempla o fluxo desde os coletores da ETA até à entrada do Fabrico, por ser a área que se determinou como sendo de maior risco. Presentemente estamos a analisar os restantes materiais existentes no seguimento do fluxo de produção (passagem do Fabrico para a Adega e da Adega para o Enchimento, e a área de Enchimento). O objetivo é validar e assegurar (em termos de segurança alimentar) todos os materiais que coloquem em causa a qualidade do produto, sendo, um dos objetivos elaborar uma compilação de dados sobre os vários tipos de materiais existentes na indústria (mais propriamente na Unicer S.A.), e proceder a uma avaliação e descrição dos possíveis riscos inerentes aos mesmos.

Referências:

[1] NP EN ISO 22000:2005; Sistemas de gestão da segurança alimentar – Requisitos para

qualquer organização que opere na cadeia alimentar, 2005. [2] Demont, M., Boutakhrit, K., Fekete, V., Bolle, F., Van Loco, J. Food and Chemical

Toxicology, 50, 734–743 (2012).

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APOIO NAS ATIVIDADES LABORATORIAIS DE CONTROLO DA QUALIDADE DA UNIDADE INDUSTRIAL DE SOUSA

Mariana Rocha1,2, Juliana Marques2, Alexandre Magalhães1

1Departmento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

2Amorim & Irmãos – Unidade Industrial de Sousa

O estágio está a ser realizado na empresa Amorim & Irmãos - Unidade Industrial de Sousa, no laboratório de controlo da qualidade. Esta unidade industrial é responsável por fabricar rolhas técnicas, mais especificamente rolhas Neutrocork. As rolhas Neutrocork são produzidas de forma industrial por um processo denominado de moldação por aglutinação de granulado de cortiça RN (calibre de 1-2mm) com resina de poliuretano e óleo parafínico. O laboratório é responsável por avaliar os parâmetros físico-mecânicos e químicos das matérias-primas utilizadas (granulados de cortiça) e das rolhas produzidas. Os principais ensaios realizados são: dimensões, massa, humidade, massa volúmica, granulometria, força de compressão/relaxação, taxa de recuperação, torção, absorção, vedação ao gás/líquido, teor de oxidantes, análise sensorial e 2,4,6-tricloroanisol (TCA). O TCA é um composto orgânico volátil, do grupo dos haloanisóis, que se encontra presente na cortiça e é responsável pela contaminação dos vinhos com aromas desagradáveis normalmente designados por “gosto a rolha” [1].

Figura 1 – Formação química do TCA [2].

Sendo o TCA uma das principais ameaças na utilização de rolhas de cortiça, a Unidade Industrial tem como objetivo permanente diminuir os níveis deste composto para níveis não quantificáveis (inferior a 0,5 ng/L). Para atingir esse objectivo está implementado o sistema ROSA (Rate of Optimal Steam Application), que consiste num sistema de tratamento térmico com injeção de vapor de água, responsável por uma redução de TCA da ordem dos 80 a 90% [3]. Paralelamente à redução de TCA, este processo industrial não pode alterar drasticamente as condições físico-mecânicas do granulado RN. Para isso está em curso o desenvolvimento de um estudo onde se correlaciona as diversas variáveis do processo, desde a entrada das matérias-primas até à obtenção das rolhas, com o objetivo de melhorar a performance do produto. Para além disso têm sido acompanhados os novos projetos atualmente em curso na Unidade Industrial, nomeadamente, testes no equipamento protótipo FBT (Fluidized Bed Technology) instalado com o objetivo de eliminar os níveis de TCA do granulado RCT (calibre de 3-7mm). Referências: [1] Coque, Juan, et al, Contaminação do Vinho por Haloanisóis: Desenvolvimento de estratégias biotecnológicas para prevenir a contaminação de rolhas de cortiça por cloroanisóis, APCOR, Santa Maria de Lamas, 2006. [2] http://slideplayer.com.br/slide/1877936/ consultado a 19 Março de 2015 [3] Sefton, M. A., Simpson, R. F., Compounds causing cork taint and the factors affecting their

transfer from natural cork closures to wine, Australian Journal of Grape and Wine Research, 11, 226-240, 2005

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REDUÇÃO CATALÍTICA DE ÉSTERES α,β,γ,δ INSATURADOS COM HIDRETOS DE COBRE

Sílvia Vinhas 1,2, Antonio Mouriño2, Enrique Borges1

1Departmento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

2Departamento de Química Orgánica, Facultad de Química, Universidade de Santiago de Compostela

Existem vários métodos para a obtenção de olefinas a partir de cetonas e/ou aldeídos. De entre eles, distinguem-se as reações de Wittig, Horner-Wadsworth-Emmons e a olefinação de Still-Gennari.

A reação de Wittig, diz respeito à reação entre carbonilos e iletos de fósforo. No entanto, esta reação mostra-se menos eficaz, quando o substrato carbonílico se trata de cetonas.[1]

A reação de Horner-Wadsworth-Emmons, ocorre entre carbonilos e carbaniões de fosfonatos estabilizados, que torna possível a reação quer o substrato carbonílico se trate de uma cetona ou aldeído. No entanto, esta reação é normalmente de estereosselectividade E.[2]

A modificação de Still Gennari, comporta a reação entre carbonilos com bis(trifluoroalquil)-fosfono-ésteres na presença de bases fortes, que dá origem a olefinas Z. No entanto, apenas se mostra eficiente quando o substrato carbonílico se trata de um aldeído.[3]

Nesta tese de mestrado é proposta a obtenção de olefinas Z, partindo de cetonas (nove substratos diferentes utilizados), estudando o comportamento de ésteres α,β,γ,δ-insaturados quando reduzidos com hidretos de cobre mediado por carbenos.

O esquema sintético comporta três passos principais, nomeadamente a formação do enol-triflato, um acoplamento de Suzuki e por fim a redução com hidretos de cobre.

Neste momento, os passos um e dois encontram-se concluídos para todos os substratos, faltando, deste modo, a ultima reação de redução.

Referências:

[1] Bruce E. Maryanoff, Allen B. Reitz, Martin S. Mutter, Ruth R. Inners, Harold R. Almond, Jr., Robert R. Whittle, and R. A Olofson., “Stereochemistry and Mechanism of the Wittig Reaction. Diastereomeric Reaction Intermediates and Analysis of the Reaction Course”, J. Am. Chem. SOC. 1986, 108, 7664-7678. [2] Shigeki SANO, Tomoka TAKEHISA, Shiho OGAWA, Kenji YOKOYAMA, and Yoshimitsu NAGAO, “Stereoselective Synthesis of Tetrasubstituted (Z)-Alkenes from Aryl Alkyl Ketones Utilizing the Horner–Wadsworth–Emmons Reaction”, Chem. Pharm. Bull. 50(9) 1300—1302 (2002). [3] Xavier Francia Sebastien L. X. Martina, John E. McGrady, Michael R. Webb, Craig Donal and Richard J. K. Taylora, “A comparison of the Still–Gennari and Ando HWE-methodologies with α,β-unsaturated aldehydes; unexpected results with stannyl substituted systems”, Tetrahedron Letters 44 (2003) 7735–7740Pergamon.

1. Esquema sintético geral utilizado para a obtenção de olefinas com isomeria Z.

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FOTOLUMINESCÊNCIA DE PONTOS QUÂNTICOS COLOIDAIS BASEADOS EM CARBONO

Tânia Ribeiro, Joaquim C.G.E. da Silva

Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

Pontos quânticos baseados em carbono (CQDs) são capazes de emitir luz em várias frequências através de processos de fotoluminescência (PL). As propriedades óticas destes materiais dependem principalmente do seu tamanho nanométrico e da forma, que provoca um efeito de confinamento quântico em todas as direcções (estruturas 0D). Algumas variações (desvios, alargamentos, etc) dos espectros de emissão e absorção dos CQDs são usualmente relatadas, sobretudo em amostras coloidais sintetizadas por métodos químicos [1], devido à distribuição de tamanhos e morfologia não uniforme, entre outras particularidades. No entanto, existe uma grande discussão em torno dos mecanismos por detrás da PL dos CQDs, e de processos óticos que experimentalmente constam ser observados (e.g. “upconversion”).

Este trabalho propõe explorar as propriedades óticas dos CQDs, os processos ópticos existentes e os modelos propostos na literatura, comparando-os ainda com pontos quânticos baseados em semicondutores (e.g. CdTe) [2]. Esse estudo é completado com resultados experimentais da síntese e caracterização de CQDs em solução.

Será apresentado o estudo realizado até ao momento, a síntese dos CQDs a partir de etileno glicol e os resultados de fotoluminescência para vários comprimentos de onda de excitação.

Referências:

[1] Bacon,M., Bradley, J. S., Nann, T. Part. Part. Syst. Charact., 31, 415 (2014). [2] Gaponenko, V. S. Optical Properties of Semiconductor Nanocrystals, Cambridge University Press, Cambridge UK. (2005).