desenvolvimento de metodologia para separação de aminas

UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS

INSTITUTO DE QUÍMICA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA

Desenvolvimento de metodologia para separação

de aminas quaternárias utilizando eletroforese

não aquosa em microssistemas

Roger Cardoso Moreira

Dissertação apresentada ao Instituto de Química da Universidade Federal de Goiás como exigência parcial, para obtenção do título de Mestre em Química

Orientador: Prof. Dr. Wendell Karlos Tomazelli Coltro

Goiânia/GO

2015

Ficha catalográfica elaborada automaticamente com os dados fornecidos pelo(a) autor(a), sob orientação do Sibi/UFG.

Moreira, Roger Cardoso Desenvolvimento de metodologia para separação de aminasquaternárias utilizando eletroforese não aquosa em microssistemas[manuscrito] / Roger Cardoso Moreira. - 2015. xvii, 131 f.

Orientador: Prof. Dr. Wendell Karlos Tomazelli Coltro.Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Goiás, Instituto deQuímica (IQ) , Catalão, Programa de Pós-Graduação em Química, Goiânia,2015. Bibliografia. Inclui siglas, lista de figuras, lista de tabelas.

1. eletroforese. 2. aminas quaternárias. 3. solventes orgânicos. 4.corrosão. I. Coltro, Wendell Karlos Tomazelli, orient. II. Título.

UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS

INSTITUTO DE QUÍMICA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA

Desenvolvimento de metodologia para separação

de aminas quaternárias utilizando eletroforese

não aquosa em microssistemas

Roger Cardoso Moreira

Goiânia/GO

2015

"O segredo do sucesso é a constância de propósito”

Benjamin Disraeli

“O universo não foi feito à medida do ser humano,

mas tampouco lhe é adverso: é-lhe indiferente.”

Carl Sagan

DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho

Á minha mãe Geralda Maria Moreira e

Em memória de meu pai Adílson Cardoso Moreira

AGRADECIMENTOS

Agradecimentos

Nesta página queria deixar registrados meus sinceros agradecimentos por

todas aquelas pessoas que participaram não somente da realização deste

trabalho, mas também aquelas pessoas que de alguma forma contribuíram

para minha formação pessoal e profissional.

À minha mãe Geralda Maria Moreira, essa guerreira que apesar de ter

perdido o marido quando os quatro filhos ainda eram crianças, conseguiu

exercer o papel de mãe e pai ao mesmo tempo. Hoje posso falar por mim e por

meus irmãos, nossa mãe tirou de letra, foi difícil eu sei, mas ela conseguiu

passar tudo de bom e fez o possível para que todos nós tivéssemos

oportunidades, eu que o diga, pois estou quase completando mais uma etapa

importante da minha formação.

Aos meus queridos irmãos, Jaqueline, Joelma e Róbson que juntamente

com minha mãe me deram todo suporte, seja financeiro ou emocional, para

conseguir passar esses seis longos anos vivendo sozinho em Goiânia. Com

certeza sem a ajuda deles nada do que eu conquistei até agora seria possível,

então serei eternamente grato á eles.

Aos meus amigos da graduação, os quais ainda mantenho contato até

hoje. Então, muito obrigado Alekssander, Kallita, Daniely, Pedro, Lucas, Thays,

Humberto, Brunno Conrado, Wanderson, Vinícius e Eric podem ter certeza que

todos vocês têm uma imensa contribuição em mais este “checkpoint”.

Ao meu orientador/amigo Wendell, não apenas pelos ensinamentos

acadêmicos passados durantes esses dois anos, mas principalmente por

acreditar no meu potencial e sempre me manter motivado para alcançar os

melhores resultados. Costumo dizer que o Wendell tem um dom que não se vê

muito hoje em dia, o dom de acreditar no potencial das pessoas. Já perdi a

conta das vezes que fui até a sua sala com a intenção de chutar o balde e de

desistir de algo que não está dando certo, mas sempre volto motivado para

AGRADECIMENTOS

resolver o problema e muitas vezes com outras ideias, hehe. Quem conhece o

Wendell sabe do que estou falando, então Professor, muito obrigado mesmo!

Aos amigos do Grupo de Métodos Eletroforéticos, os quais contribuíram

direta ou indiretamente para a realização deste trabalho. Dois anos de

laboratório parece pouco tempo, mas construí laços incríveis nesse período, os

quais irão durar por muito tempo. Camilla, Karoliny, Ellen, Marillya, Simone,

Marilia, Ariane, Laís, Luiza, Kariolanda, Nathália, Joice, Lorrana, Paula,

Fabrício, Eulício (Lolita), Lucas Duarte, Wanderson, Gerson, Anderson

(Gaúcho), Thiago Miguel (Presunto), Cyro, Sandro, Brunno, Paulo de Tarso,

Rodrigo, João Bruno, Lucas Rodrigues, Federico e Abdul muito obrigado por

fazerem parte desta caminhada.

Á Camilla, que mesmo em fase final de mestrado, teve paciência e me

introduziu no mundo da eletroforese, além de me passar toda sua experiência

com o equipamento comercial.

Aos grandes amigos Fabrício, Lolita e Presunto, os quais foram

fundamentais na etapa mais crítica deste trabalho, que foi a adaptação da

plataforma microfluídica.

Á Simone e a Marilia, alunas de IC, as quais ficaram sob minha “tutoria”.

Meninas podem ter certeza, aprendi muito trabalhando com vocês e muito

obrigado pela grande ajuda na realização deste trabalho.

Ao meu grande amigo Lolita, pois além de ajudar muito dentro do

laboratório, foi um cara que sempre me motivou a praticar esportes e viver uma

vida menos sedentária, além de estar sempre disponível para o que eu

precisasse.

E por último, agradeço à Petrobras pelo financiamento do projeto e

consequentemente pela bolsa concedida.

SUMÁRIO

Roger Cardoso Moreira Grupo de Métodos Eletroforéticos – IQ-UFG

Sumário

Lista de Figuras ................................................................................................... i

Lista de Tabelas ................................................................................................. xi

Lista de Abreviaturas ......................................................................................... xii

Lista de Símbolos .............................................................................................. xv

Resumo ............................................................................................................ xvi

Abstract ........................................................................................................... xvii

1. Introdução .................................................................................................... 1

1.1 Aminas Quaternárias ............................................................................. 1

1.2 Miniaturização ....................................................................................... 5

1.3 Eletroforese .............................................................................................. 9

1.4 Detectores para MSE .............................................................................. 20

1.5 Eletroforese não Aquosa ......................................................................... 25

2 Objetivos .................................................................................................... 29

2.1 Objetivos Gerais ...................................................................................... 29

2.2 Objetivos específicos .............................................................................. 29

3 Procedimento Experimental ....................................................................... 31

3.1 Reagentes ............................................................................................... 31

3.2 Preparo das Soluções ............................................................................. 33

SUMÁRIO


3.3 Instrumentação ....................................................................................... 34

3.4 Otimização dos parâmetros operacionais do C4D ................................... 35

3.5. Controle Eletrocinético ........................................................................... 36

3.5.1 Modo floating .................................................................................... 36

3.5.2 Modo gated ....................................................................................... 37

3.6 Avaliação da repetibilidade da Injeção: gated versus floating ................. 38

3.7 Efeito do modo de injeção na resposta analítica ..................................... 39

3.8 Separação das Aminas Quaternárias em meio aquoso .......................... 39

3.9 Separação das Aminas Quaternárias em meio não aquoso ................... 39

3.9.1 Otimização dos potenciais de separação e injeção .......................... 39

3.9.2 Otimização da composição do eletrólito de corrida .......................... 40

3.9.3 Análises das aminas quaternárias em águas residuais .................... 41

4 Resultados e Discussão ............................................................................ 43

4.1 Otimização dos parâmetros operacionais do C4D ............................... 43

4.2 Avaliação da repetibilidade da Injeção: gated vs floating ........................ 45

4.3 Efeito da Injeção no desempenho do detector: gated vs floating ............ 49

4.4 Separação de cátions utilizando o modo de injeção gated ..................... 51

4.5 Aminas Quaternárias .............................................................................. 53

4.5.1 Eletroforese em meio aquoso ........................................................... 53

4.6 Eletroforese em meio não aquoso .......................................................... 61

SUMÁRIO


4.6.1 Otimização do Eletrólito de Corrida .................................................. 81

4.6.2 Adaptação da plataforma original ..................................................... 88

4.6.3 Amostras Reais................................................................................. 94

4.6.4 Curva analítica com adição de padrão .............................................. 99

4.6.5 Influência do numero de carbonos na resposta analítica ................ 102

5 Conclusões e Perspectivas ...................................................................... 110

6 Referências Bibliográficas ....................................................................... 113

LISTA DE FIGURAS


i

Lista de Figuras

Figura 1. Levantamento de publicações nos 20 últimos utilizando as palavras

chaves (A) uTAS e (B) LOC. .............................................................................. 9

Figura 2. Representação da instrumentação utilizada para um sistema de EC.

......................................................................................................................... 10

Figura 3. Ilustração da geração do fluxo elestrosmótico na parede de um

capilar ou microcanal. ...................................................................................... 12

Figura 4. Esquema representando a inversão do fluxo eletrosmótico pela

adição de uma AQ. ........................................................................................... 14

Figura 5. Configuração típica de um microchip utilizado em eletroforese. ...... 15

Figura 6. Microdispositivos eletroforéticos fabricados em diversos substratos.

......................................................................................................................... 16

Figura 7. Ilustração da formação da zona de amostra no modo de injeção (A)

gated e (B) floating. A zona de amostra está destacada de vermelho. ............ 20

Figura 8. Ilustração dos eletrodos acoplados em um (B) capilar e em um (B)

microcanal. ....................................................................................................... 22

Figura 9. Sistema de eletroforese eDAQ: em (A) as fontes de alta tensão; em

(B) o sistema de detecção C4D; em (C) a plataforma microfluídica para

acoplamento do microchip com o sistema de detecção e as fontes de alta

tensão; em (D) o microchip de vidro. ............................................................... 35

LISTA DE FIGURAS


ii

Figura 10. Apresentação do processo de introdução da amostra usando-se o

método floating em MSE contendo canais dispostos na configuração de (A)

duplo-T. Os números 1, 2, 3 e 4 indicam, respectivamente, os reservatórios da

amostra, do tampão, descarte da amostra. ...................................................... 36

Figura 11. Processo de introdução da amostra pelo modo gated em MSE

contendo canais dispostos na configuração de (A) duplo-T ilustrando as etapas

(B) amostragem, (C) controle eletrocinético da amostra, (D) introdução de uma

zona de amostra bem definida e (E) separação eletroforética dentro do canal

de separação. Em (A), os números 1, 2, 3 e 4 indicam, respectivamente, os

reservatórios de descarte da amostra, da amostra, do tampão e descarte do

tampão. ............................................................................................................ 37

Figura 12. Esquema genérico mostrando o funcionamento do C4D. ............... 43

Figura 13.Varredura da resposta versus a frequência em cada amplitude para

o eletrólito (A), para o branco (B) e a resultante da subtração (C). .................. 45

Figura 14. Série de eletroferogramas com injeções sequenciais mostrando a

repetitividade analítica utilizando o modo de injeção floating. Potenciais

aplicados nos reservatórios da amostra e do tampão: 800 e 1000 V

respectivamente. Tempo de preenchimento do canal de injeção: 10 s. Solução

contendo K+ (100 µmol/L); Tampão: Mistura equimolar de MES/His (20 mmol/L

cada) pH 6,1; Frequência: 900 kHz; Amplitude: 20 Vpp. ................................... 46


repetibilidade analítica utilizando o modo de injeção gated. Potenciais aplicados

LISTA DE FIGURAS


iii

nos reservatórios da amostra e do tampão: 800 e 1000 V respectivamente.

Tempo de injeção: 1s. Outras condições: ver Figura 14. ................................. 46

Figura 16. Representação gráfica do tempo de migração do íon K+ e do

marcador neutro versus o número de injeção para os modos (A) floating e (B)

gated. ............................................................................................................... 47

Figura 17. Eletroferograma mostrando a detecção de K+ (10 µmol/L).

Potenciais aplicados nos reservatórios da amostra e do tampão: 800 e 1000 V

respectivamente. (A) Modo floating com tempo de preenchimento do canal de

injeção igual a 10 s. (B) Modo gated e com tempo de injeção igual a 5s. Outras

condições: ver Figura 14. ................................................................................. 49

Figura 18. (A) Eletroferogramas mostrando a detecção de K+ (1 µmol/L) sob

diferentes tempos de injeção no modo gated. Variação da área (A) e

intensidade (B) do pico referente ao k+. Outras condições: ver Figura 14. ...... 51

Figura 19. (A) Séries de eletroferogramas mostrando a separação de uma

amostra equimolar dos íons K+, Na+ e Li+ na concentração de 50 µmol/L.(B)

Magnificação de uma única injeção, evidenciando a qualidade da separação

obtida. Comprimento efetivo: 7,0 cm. Potenciais aplicados nos reservatórios da

amostra e tampão: 1800 e 2500 V respectivamente. Outras condições: ver

Figura 14. ......................................................................................................... 52

Figura 20. Simulação mostrando o eletroferograma da separação de seis

cátions das aminas quaternárias. Picos: (1) Tetrametilamônio; (2)

Trimetilfenilamônio; (3) Tetraetilamônio; (4) Hexiltrimetilamônio; (5)

LISTA DE FIGURAS


iv

Heptiltrimetilamônio e (6) tetradeciltrimetila. Potencial de Separação e Injeção:

1000 V e 800 V respectivamente. Comprimento efetivo: 4,0 cm. ..................... 54

Figura 21. Eletroferogramas para uma solução aquosa contendo CTAB na

concentração de 100 µmol/L. Eletrólito: sistema tampão MES/His 20 mmol/L

cada, com a adição de TTAB na concentração (A) de 100 µmol/L (B) de 200

µmol/L e (C) 500 µmol/L. Outras condições: ver Figura 14. ............................. 56

Figura 22. Eletroferograma mostrando a separação de CTAB e TTAB na

concentração 100 µmol/L. Outras condições: ver Figura 14. ........................... 57

Figura 23. Eletroferograma para cada amina quaternária na concentração de

100 µmol/L e para uma mistura equimolar da cinco na concentração de 100

µmol/L. Outras condições: ver Figura 14. ......................................................... 58

Figura 24. Micrografia óptica mostrando a (A) intersecção e o (B) canal de

injeção obstruídos devido a precipitação das aminas quaternárias. ................ 59

Figura 25. Separação de cinco aminas quaternárias utilizando chip de PMMA.

Os picos 1, 2, 3, 4 e 5 são referentes aos cátions das aminas quaternárias

CTAB, TTAB, DTAC, ETAB e TOMB. Tampão: MES/His 20 mmol/L, pH 6,1;

Potencial de separação e injeção: 1200 V e 1000 V respectivamente;

Frequência: 570 kHz; Amplitude: 2,4 Vpp. Comprimento efetivo: 4 cm. ............ 60

Figura 26. (A) Eletroferogramas mostrando a injeção das aminas quaternárias

separadamente na concentração de 1 mmol/L cada, além de uma mistura

equimolar (1 mmol/L) contendo os cinco analitos. (B) Representação dos

eletroferogramas para a mistura variando os potenciais de injeção e separação.

LISTA DE FIGURAS


v

Eletrólito: ácido benzoico/benzoato de sódio 10 mmol/L em MeOH/ACN 90:10

(v/v). Outras condições: ver Figura 14. ............................................................ 62

Figura 27. (A) Eletroferogramas para os íons de quaternário de amônio

injetados separadamente (1 mmol/L) e para uma mistura equimolar dos cinco

(1 mmol/L). (B) Aumento da região da separação. Eletrólito: ácido

benzoico/benzoato de sódio 10 mmol/L em MeOH/ACN 90:10 (v/v).

Comprimento efetivo: 7,3 cm. Potenciais aplicados nos reservatórios da

amostra e do tampão: 1800 e 2300 V respectivamente. Outras condições: ver

Figura 14. ......................................................................................................... 63

Figura 28. Eletroferogramas obtido com um sistema misto de eletroforese, para

amostras contendo as cincos AQs em duas concentrações. Comprimento

efetivo: 13 cm. Eletrólito: ácido benzoico/benzoato de sódio 10 mmol/L em

MeOH/ACN 90:10 (v/v). Outras condições: ver Figura 25. ............................... 64

Figura 29. Eletroferogramas para solução contendo os cinco tensoativos

utilizando os microchips com comprimento efetivo (A) 3,3 cm e (B) 7,0 cm.

Eletrólito: acetato de amônio 10 mmol/L em metanol/acetonitrila 90:10 (v/v).

Outras condições: ver Figura 14. ..................................................................... 65

Figura 30. Eletroferogramas para as curvas de calibração de quatro AQs. (A)

TOMB, (B) CTAB (C) TTAB e (D) DTAC. Eletrólito: acetato de amônio 10

mmol/L em MeOH/ACN 90:10 (v/v). Outras condições: ver Figura 14. ............ 67

Figura 31. Curvas de calibração construídas a partir do valor da área do pico.

(A) TOMB, (B) CTAB (C) TTAB e (D) DTAC. ................................................... 68

LISTA DE FIGURAS


vi

Figura 32. Eletroferograma mostrando a separação de cinco aminas

quaternárias (1) TEAOH, (2) HTAB, (3) TBAP, (4) TTAB e (5) TODAB com

concentração igual à 1 mmol/L cada. Eletrólito: NaDCHA 10 mmol/L em MeOH

90:10 (v/v). Outras condições: ver Figura 14.................................................... 69

Figura 33. Eletroferograma mostrando a separação de oito aminas

quaternárias (1) TEAOH, (2) HTAB, (3) TBAP, (4) DTAC, (5) TTAB, (6) CTAB,

(7) TODAB, (8) TOAB com concentração igual à 1 mmol/L cada. (A) 2,2 e 2,5

kV (B) 2,7,0 e 3,0 kV aplicados nos reservatórios da amoastra e do tampão

respectivamente. Outras condições: ver Figura 14. ......................................... 70

Figura 34. (A) Eletroferogramas mostrando a otimização dos potenciais de

separação e injeção. Analitos: (1) TEAOH, (2) HTAB, (3) TBAP, (4) TTAB, (5)

TODAB e (6) TOAB. Eletrólito: NaDCHA 10 mmol/L em MeOH 90:10 (v/v).

Tempo de injeção: 1 s. Comprimento efetivo = 7 cm. Condições de detecção:

700 kHz, 70 Vpp. Potenciais de Injeção e Separação: ver Tabela 2. (B)

Eletroferograma obtido com a aplicação de 3,0 e 2,7 kV para a separação e

injeção respectivamente. .................................................................................. 71

Figura 35. Representação gráfica da variação do (A) tempo de migração e da

(B) intensidade em função dos potenciais aplicados. ....................................... 73

Figura 36. Variação das resoluções em função do potencial de separação. ... 74

Figura 37. Eletroferograma para diferentes concentrações das seis aminas

quaternárias. (B) Eletroferogramas para amostras sintéticas preparadas

utilizando os padrões. Analitos: ver Figura 34. Eletrólito: NaDCHA 10 mmol/L

em MeOH 90:10 (v/v). pH: 8,58 . Tempo de injeção: 1 s. Comprimento efetivo =

LISTA DE FIGURAS


vii

7 cm. Potenciais aplicados nos reservatórios da amostra e do tampão: 2700 e

3000 V respectivamente. Condições de detecção: 700 kHz, 70 Vpp. ............... 75

Figura 38. Curvas de calibração para as aminas quaternárias construídas

através dos valores de área dos picos. (A) TEAOH, (B) HTAB, (C) TBAP, (D)

TTAB, (E) TODAB e (F) TOAB. ........................................................................ 76

Figura 39. Sequência contendo 9 injeções consecutivas mostrando a

separação de seis aminas quaternárias com a adição de 50 µL nos

reservatórios. Analitos: ver Figura 34. Outras condições: ver Figura 37. ......... 78

Figura 40. Variação da (A) área e da (B) intensidade no decorrer das injeções

consecutivas quando foi adicionado 50 µL de solução nos reservatórios. ....... 79

Figura 41. Sequência contendo 9 injeções consecutivas mostrando a

separação de seis aminas quaternárias com a adição de 100 µL de solução nos

reservatórios. Analitos: ver Figura 34. Outras condições: ver Figura 37. ......... 80


consecutivas quando se adicionou 100 µL de solução nos reservatórios. ....... 81

Figura 43. Eletroferogramas mostrando injeções da mistura com seis aminas

quaternárias preparadas em diferentes solventes. Analitos: ver Figura 34.

Outras condições: ver Figura 37. ..................................................................... 82

Figura 44. Eletroferogramas mostrando a separação de nove AQS com

eletrólitos contendodiferentes porcentagens de acetonitrila. (A) 0 %, (B) 10%,

(C) 25%, (D) 50% e (E) 75%. (1) TEAOH, (2) HTAB, (3) TOMB, (4) DTAC; (5)

LISTA DE FIGURAS


viii

TTAB, (6) CTAB, (7) TODAB, (8) TOAB, (9) TDAC 500 µmol/L cada. Outras


Figura 45. Eletroferograma mostrando a separação de nove aminas

quaternárias em oito diferentes eletrólitos. Analitos: ver Figura 44. Outras


Figura 46. Comparação da intensidade dos picos (em módulo) nos diferentes

eletrólitos. ......................................................................................................... 86

Figura 47. Comparação das resoluções (A) e das eficiências de separação (B)

nos diferentes eletrólitos avaliados. ................................................................. 87

Figura 48. Eletroferograma mostrando a separação das aminas em diferentes

concentrações. Analitos: ver Figura 44. Outras condições: ver Figura 37. ...... 88


concentrações após a aumento do tempo de condicionamento com NaOH.

Analitos: ver Figura 44. Outras condições: ver Figura 37. ................................ 89

Figura 50. Eletroferograma mostrando a separação de dez aminas

quaternárias utilizando a plataforma original danificada. (1) TMAB, (2) TEAOH,

(3) HTAB, (4) TOMB, (5) DTAC; (6) TTAB, (7) CTAB, (8) TODAB, (9) TOAB,

(10) TDAC 500 µmol/L cada. Outras condições: ver Figura 37. ....................... 90

Figura 51. Plataforma original danificada devida o contato do solvente orgânico

com a cola utilizada para fixação do cabo na plataforma. ................................ 91

Figura 52. Imagem da peça fabricada em poliacetal e da peça original com os

cabos concentrados na lateral. ......................................................................... 92

LISTA DE FIGURAS


ix

Figura 53. Eletroferograma mostrando a separação de dez aminas

quaternárias utilizando a peça nova fabricada em poliacetal. Analitos: ver

Figura 50. Outras condições: ver Figura 37. .................................................... 92

Figura 54. (A) Esquema mostrando a plataforma construída em poliacetal

trabalhando aberta. (B) Sistema fechado utilizando uma tampa fabricada em

ABS por uma impressora 3D. Foi realizado ajuste na linha de base. ............... 93

Figura 55. Amostras de águas residuais coletadas em dutos petrolíferos

fornecidas pela Petrobras ................................................................................ 94

Figura 56. (A) Canal obstruído devido a alta salinidade da amostra. (B) Canal

após a primeira limpeza com solução piranha. (C) Canal completamente

desobstruído após segunda limpeza com solução piranha. ............................. 95

Figura 57. Eletroferograma para a amostra real diluída 10 vezes em Metanol.

......................................................................................................................... 96

Figura 58. Precipitação das amostras reais quando foram adicionados os

padrões das aminas quaternárias. ................................................................... 97

Figura 59. Reação da amostra pré-tratada com nitrato de prata com as aminas

quaternárias separadamente............................................................................ 98

Figura 60. (A) Curva analítica com adição de padrão das nove aminas

quaternárias. (B) Ampliação dos eletroferogramas para as concentrações de 50

e 100 µmol/L. ................................................................................................. 100

Figura 61. Curvas analíticas para as AQS. (A) TEAOH, (B) HTAB, (C) TOMB,

(D) DTAC, (E) TTAB, (F) CTAB, (G) TODAB, (H) TOAB e (I) TDAB. ............. 101

LISTA DE FIGURAS


x

Figura 62. Eletroferograma mostrando as injeções para: (A) Amostra real, (B)

amostra real dopada (100 µmol/L), (C) amostra dopada (100 µmol/L) + 250

µmol/L de cada AQs, (D) amostra dopada (100 µmol/L) + 500 µmol/L de cada

AQs, (E) amostra dopada (100 µmol/L) + 750 µmol/L de cada AQs. Analitos:

ver Figura 44. Outras condições: ver Figura 37. ............................................ 102

Figura 63. Dependência da condutividade da solução das aminas quaternárias

pela quantidade de carbonos do grupamento R2. Aminas Quaternárias da (A)

classe 1 e da (B) classe 2. ............................................................................. 104

Figura 64. Dependência da condutividade da solução das aminas quaternárias

pela quantidade total de carbonos. ................................................................ 105

Figura 65. Eletroferograma mostrando a separação das aminas quaternárias

da (A) classe 1 e (B) classe 2. (1) TMAB, (2) TEAOH, (3) TBAP, (4) TPAB, (5)

TOAB, (6) TDAB, (7) HTAB, (8) TOMB, (9) BTAP, (10) DTAC, (11) TTAB, (12)

CTAB e (13) TODAB. Outras condições: ver Figura 37. ............................... 106

LISTA DE TABELAS


xi

Lista de Tabelas

Tabela 1. Relação dos reagentes utilizados no trabalho, juntamente com as

respectivas abreviaturas e pureza. ................................................................... 31

Tabela 2. Potenciais de injeção e separação utilizados na otimização. ........... 72

Tabela 3. Correlação entre os valores das concentrações adicionadas e

encontradas em uma amostra sintética. ........................................................... 77

Tabela 4. Medidas de Condutividade e pH dos diferentes eletrólitos utilizados

no estudo comparativo. .................................................................................... 84

Tabela 5. Valores de condutividade das soluções das aminas quaternárias na

concentração de 10 mmol/L. .......................................................................... 103

LISTA DE ABREVIATURAS


xii

Lista de Abreviaturas

µPADs Microfluidic paper-based devices

µTAS Microssistemas para análises totais

ACN Acetonitrila

ActNH4 Acetato de Amônio

AQs Aminas Quaternárias

BTAB Brometo de benziltrimetilamônio

C4D Detecção condutométrica sem contato acoplada capacitivamente

CAB Cloreto de Alquilbenzildimetilamônio

CQAs Compostos de quaternários de amônio

CTAB Brometo de hexadeciltrimetilamônio

DCHA Ácido desoxicólico

DHBA Ácido 2,6 – dihidroxibenzóico

DMF N,N-dimetilformamida

DMSO Dimetilsulfóxido

DTAC Cloreto de dodeciltrimetilamônio

EC Eletroforese capilar

ETAB Brometo de deciltrimetilamônio

FEO Fluxo eletrosmótico

His Histidina

HPLC Cromatografia líquida de alta eficiência

HTAB Brometo de hexiltrimetilamônio

LD Limite de detecção

LIF Fluorescência induzida a laser

LOC Lab on a chip



xiii

MEKC Cromatografia eletrocinética micelar

MeOH Metanol

MSE Microssistemas eletroforéticos

NaCAPSO Ácido N-ciclohexil-2-hidroxil-3-aminopropanosulfônico sódico

NACE Eletroforese capilar não aquosa

NaCH Colato de sódio hidratado

NaDCHA Ácido desoxicólico sódico

NaDHBA Ácido 2,6 – dihidroxibenzóico sódico

NAME Eletroforese não aquosa em microchips

NaMES Ácido 2-(n-morfolino)etanosulfônico sódico

NaMOPS Ácido 3-(n-morflino)propanosulfônico hemi-sódico

PC Poli(carbonato)

PDMS Poli(dimetil siloxano)

PET Poli(etileno tereftalato)

PMMA Poli(metil metacrilato)

PT Poliéster toner

PU Poli(uretana)

s-ActNH4 Solução de Acetato de Amônio

TBAP Perclorato de tetrabutilamônio

TDAB Brometo de tetradodecilamônio

TEAOH Hidróxido de tetraetilamônio 40% em H2O

Tetryl Trinitrofenilmetilntroamina

TFB Tetrafenilborato

TMAB Brometo de de tetrametilamônio

TOAB Brometo de tetraoctilamônio

TODAB Brometo de trimetiloctadecilamônio

TOMB Brometo de trimetiloctilamônio



xiv

TPAB Brometo de tetrapropilamônio

TTAB Brometo de tetradeciltrimetilamônio

LISTA DE SÍMBOLOS


xv

Lista de Símbolos

𝛾 Admitância

𝐸 Campo elétrico

𝐶𝑝 Capacitância da parede

𝐶1 Capacitância entre a parede e o eletrodo de excitação

𝐶2 Capacitância entre a parede e o eletrodo receptor

𝑘 Condutividade da solução

ℓ Comprimento efetivo

𝐿 Comprimento total

𝐾 Constante da cela

𝜀 Constante dielétrica da solução

𝑒0 Eletrodo de excitação

𝑒1 Eletrodo de recepção

𝑓 Frequência

𝜇𝑎𝑝 Mobilidade aparente

𝜇𝑒𝑜𝑓 Mobilidade do fluxo eletrosmótico

𝜇𝑒 Mobilidade eletroforética

𝑉 Potencial de separação

ζ Potencial zeta

𝑡𝑚 Tempo de migração

𝑣𝑎𝑝 Velocidade aparente

𝑣𝑒𝑜𝑓 Velocidade do fluxo eletrosmótico

𝑣𝑒 Velocidade eletroforética

η Viscosidade da solução

RESUMO


xvi

Resumo

O presente trabalho descreve o desenvolvimento de uma metodologia analítica

para separação de aminas quaternárias utilizando eletroforese não aquosa em

microchips (NAME, do inglês non-aqueous microchip electrophoresis) com

detecção condutométrica sem contato acoplada capacitivamente (C4D, do

inglês capacitively coupled contactless conductivity detection). Inicialmente foi

realizado um estudo para avaliação de dois modos de introdução da amostra

nos microchips, denominados de gated e floating. O modo gated apresentou

repetitividade ligeiramente melhor que o modo floating, além de proporcionar

melhores respostas do detector C4D. No desenvolvimento da metodologia

utilizando NAME-C4D, foi realizado um estudo para encontrar a composição

ideal do eletrólito para as separações eletroforéticas. O eletrólito constituído de

deoxicolato de sódio (NaDCHA), na concentração de 10 mmol/L, dissolvido em

uma mistura de MeOH/ACN na proporção 90:10 (v/v), apresentou separações

com alta eficiência e resolução superior a 1. A partir de então, foi realizada a

otimização dos potenciais de injeção, separação e dos parâmetros de detecção

(frequência e amplitude). Durante o desenvolvimento da metodologia, foram

avaliados eletrólitos preparados em outros dois solventes, DMSO e DMF.

Porém, a mistura de MeOH/ACN como solvente forneceu os melhores

resultados, desta maneira também foi avaliada a adição de diferentes

proporções de MeOH/ACN. Os melhores resultados foram obtidos com o

eletrólito contendo 10% de ACN e 90% de MeOH. Na sequência, foram

avaliadas diferentes composições do eletrólito, com a adição de outros

compostos em substituição ao NaDCHA. Todos os eletrólitos avaliados

apresentaram ótimas separações, porém o eletrólito com NaDCHA apresentou

resultados ligeiramente superiores. Com a otimização da metodologia

desenvolvida, obteve-se separações eletroforéticas de nove aminas

quaternárias em microssistema contendo comprimento efetivo de 7,0 cm, com

um tempo de análise inferior a 120 s. As separações apresentaram resolução

superior a 1 e valores de eficiência entre 77,000 e 185,000 pratos/m, uma vez

que com a utilização de solventes orgânicos, foi possível a aplicação de

campos elétricos elevados. A metodologia desenvolvida foi avaliada através da

determinação das aminas quaternárias, pelo método de adição de padrão, em

uma matriz com elevada salinidade. Foram obtidos coeficientes de correlação

lineares acima de 0,990 para oito aminas quaternárias. Durante o

desenvolvimento do trabalho, foi observada uma clara dependência das

respostas analítica em função da quantidade de carbono da molécula.

ABSTRACT


xvii

Abstract

This study describes the development of an analytical methodology for the

separation of quaternary amines using nonaqueous electrophoresis microchips

coupled with capacitively coupled contactless conductivity detection (C4D).

Initially, preliminary experiments were performed to evaluate two electrokinetic

modes for sample introduction on chip, known as gated and floating

approaches. Gated injection showed repeatability slightly better than floating

mode. In addition, it also provided better analytical responses on the C4D

system. During the development of analytical methodology for NAME-C4D, the

electrolyte composition was optimized to ensure satisfactory separations on

electrophoresis microchips. The electrolyte composed of sodium deoxycholate

(NaDCHA) at concentration of 10 mmol/L dissolved in a mixture of MeOH/ACN

at the ratio 90:10 (v/v) exhibited separations with high efficiency and resolution

above 1. Then, it was realized the optimization of potential injection, separation

and detection parameters (frequency and amplitude). Running electrolyte was

prepared in both DMSO and DMF, however, the use of a mixture containing

MeOH/ACN provided best analytical performance. The best results were

obtained with electrolyte containing 10% ACN and 90% MeOH. In addition,

different electrolyte compositions were also evaluated, but the electrolyte

containing NaDCHA offered results slightly better when compared to others.

The optimization of running buffer allowed the separation of nine quaternary

amines in electrophoresis channels with effective length of 7.0 cm with analysis

time lower than 120 s. The peak resolution was higher than 1 and the calculated

separation efficiencies ranged from 77.000 to 185.000 pratos/m. This excellent

performance was achieved using NAME conditions under high electric fields.

The developed methodology was used for the analysis of quaternary amines in

samples containing high salinity levels through the standard addition method.

Linear correlation coefficients were obtained up to 0,990 for eight quaternary

amines. Lastly, the use of NAME-C4D allowed to observe a strong dependence

of the detector response according to the carbon number of quaternary amine

molecules.

Introdução

INTRODUÇÃO – Determinação de Aminas Quaternárias


1

1. Introdução

1.1 Aminas Quaternárias

Os surfactantes ou tensoativos são compostos químicos que possuem a

característica de alterar as propriedades da superfície de um líquido. Essas

substâncias podem ser classificadas pela natureza da sua carga iônica, ou

seja, catiônicos são aqueles carregados positivamente, aniônicos que possuem

carga negativa, neutros não apresentam carga e os anfóteros, são aqueles que

podem ter cargas positivas e negativas (LLENADO, R. A. et al., 1983).

As aminas quaternárias (AQs), ou quaternários de amônio (CQAs), fazem

parte dos tensoativos catiônicos. As AQs possuem um nitrogênio quaternário

com estrutura N(R)4+, onde R indica as cadeias carbônicas ligadas ao

nitrogênio, as quais podem apresentar estruturas idênticas ou diferentes. Desta

maneira, essas substâncias apresentam comportamento hidrofílico, em

decorrência do grupamento polar, e hidrofóbico devido à presença das cadeias

carbônicas, que podem ter diferentes tamanhos (CAO, H. W. et al., 2014).

As AQs são largamente utilizadas em diversos setores da indústria. Além

das indústrias de alimento e medicamentos, essas substâncias estão presentes

em amaciantes, condicionadores de cabelo, agentes emulsificantes,

desodorizadores, fungicidas e em uma infinidade de produtos de limpeza

(KREUZINGER, N. et al., 2007; MARTINEZ-CARBALLO, E., GONZALEZ-

BARREIRO, C., et al., 2007; MARTINEZ-CARBALLO, E., SITKA, A., et al.,

2007; TEZEL, U. et al., 2009; REN, R. et al., 2011; CAO, H. W. et al., 2014).



2

Em 2003 Pak e colaboradores, estudaram a substituição de agentes

anticolinérgicos (inibidores da acetilcolina) pelo cloreto de tróspio (amina

quaternária) para tratamento de incontinência urinária. Os autores reportaram

ótimos resultados, uma vez que a substância testada se mostrou eficaz e ainda

não foram observadas disfunções cognitivas, devido a essa substância não

atravessar a barreira nematoencefálica (PAK, R. W. et al., 2003).

Recentemente, Tran et al. publicaram um estudo no qual eles avaliaram a ação

do composto cloreto de poli-dialildimetilamônio (poli-DADMAC) em pomadas a

base de poliuretana para tratamentos de feridas. A pomada dopada com poli-

DADMAC se mostrou muito eficaz na inibição do crescimento dos três

principais patogénicos que se desenvolvem nas feridas, são eles:

Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, and Acinetobacter

baumannii (TRAN, P. L. et al., 2015).

Esses compostos apresentam baixa toxicidade para a saúde humana,

porém um estudo realizado por Bernstein, em 1994, relacionou pela primeira

vez problemas respiratórios com o composto cloreto de

alquilbenzildimetilamônio (BAC), muito encontrado em produtos de limpeza

(BERNSTEIN, J. A. et al., 1994). Em 1998, M. Hitosuki reportou um caso de

envenenamento, onde cinco pessoas ingeriram acidentalmente um

medicamento conhecido como Hoesmin®, a qual consiste de uma solução

aquosa de BAC 10%, usada comumente como desinfetante da pele e da

mucosa. Quatro das pessoas sofreram apenas queimaduras da língua e dores

fortes na garganta, porém uma mulher veio a óbito três horas depois da

ingestão. A problemática da toxicidade dos CQAs presentes em amostras de



3

água foi muito bem descrita por Ferrer e colaboradores (FERRER, I. et al.,

2001).

As AQs apresentam características que dificultam a sua detecção, como

por exemplo, a ausência de grupos cromóforos, a formação de micelas devido

as longas cadeias alquílicas e a instabilidade térmica. Contudo, nos últimos

anos vários trabalhos têm sido publicados, mostrando a utilização de diversas

técnicas para análise de tais compostos (LIU, H. Y. et al., 2004). Bregoff e

colaboradores publicaram, em 1953, trabalho no qual foi utilizado a

cromatografia em papel para identificar algumas aminas quaternárias e

compostos relacionados (BREGOFF, H. M. et al., 1953).

Em 1958 Sass et al., reportaram uma metodologia para diferenciar e até

mesmo estimar aminas terciárias e aminas quaternárias. Os autores

exploraram a reação entre as AQs com o cloranil e acotiníco anidro (SASS, S.

et al., 1958).

Sakai reportou em 1977 a análise das AQs utilizando a técnica de

extração-titulação. A metodologia consistiu em titular as AQS utilizando

tetrafenilborato (TFB) de sódio como titulante e o sal

tetrabromofenolftaleínaetilester de potássio como indicador. Os cátions das

AQs ligados ao indicador formam um composto que torna a solução azul, pois

esse indicador é insolúvel em água, mas provoca uma coloração amarela na

solução quando está em 1,2-dicloroetano. Sendo assim o ponto final da reação

ocorre quando a solução muda de azul para amarelo (SAKAI, T. et al., 1977).

As AQs são bastante exploradas para revestimentos de superfície, devido

as suas características anfifílicas - grupos hidrofílicos e hidrofóbicos (PADHY,



4

S. K. et al., 2015). Isquith et. al, em 1972 reportaram um estudo mostrando a

atividade antimicrobiana em superfícies revestidas com AQs (ISQUITH, A. J. et

al., 1972). Explorando essas características das AQs, Pernak e colaboradores,

em 2003, sintetizaram cinco novos compostos, além de testarem sua atividade

antimicrobiana. A utilização de compostos à base de AQs com atividade

antimicrobiana foi muto bem abordada no trabalho de revisão de Buffet-

Bataillon et. al, (BUFFET-BATAILLON, S. et al., 2012).

A indústria petrolífera possui grande interesse na utilização das AQs para

revestimento contra corrosão em dutos petrolíferos. Os problemas com

corrosão representam custos elevadíssimos para a indústria deste setor, além

de gerar problemas relacionados aos recursos hídricos e poluição ambiental. A

corrosão afeta praticamente todos os níveis do campo de petróleo, desde o

fundo do poço até a superfície, onde estão as instalações de processamento

(OSMAN, M. M. et al., 2003; OKAFOR, P. C. et al., 2009; NESIC, S. et al.,

2010; FINSGAR, M. et al., 2014).

Desta maneira é importante o desenvolvimento de uma metodologia para

determinação das AQs, pois assim será possível a avaliação da eficiência de

revestimento de uma infinidade de compostos desta classe. A técnica de

cromatografia de íons é muito utilizada para análise das AQs, apesar de

apresentar elevados tempos de análise. Em 1975 Small et al., reportaram a

separação de duas aminas quaternárias utilizando uma coluna preenchida com

copolímeros de estireno divinilbenzeno (SMALL, H. et al., 1975). A

característica anfifílica destes compostos provoca a sua adsorção na parede da

coluna, o que afeta diretamente na eficiência de separação e na



5

reprodutibilidade das análises. Para contornar esse problema, colunas

modificadas têm sido bastante exploradas. Wahlund et al. reportaram, em

1978, a utilização de um método de fase reversa para separação de algumas

AQs e outros compostos com características anfifílica (WAHLUND, K. G. et al.,

1978).

Recentemente, a técnica de eletroforese em meio não aquoso vem sendo

bastante explorada para a separação destes compostos em capilares, porém a

separação destes compostos em microchips é pouco estudada (GEISER, L. et

al., 2009; KENNDLER, E., 2009).

1.2 Miniaturização

A miniaturização de dispositivos eletrônicos, iniciada na década de 1940,

se tornou essencial nos dias de hoje, trazendo diversos benefícios para a

sociedade como, por exemplo, aumento da velocidade de processamento e

armazenamento de dados, desenvolvimento de sistemas portáteis e ainda a

possibilidade de integrar múltiplos processamentos em paralelo (EHRFELD,

W., 2003; COLTRO, W. K. T. et al., 2007). Sendo assim, os sistemas

miniaturizados estão presentes em diversos aparelhos comuns no dia a dia,

como rádio, televisão, telefone, discos rígidos, microcomputadores, etc. A

miniaturização estendeu-se para outros campos criando várias áreas de estudo

como a micromecânica, a microóptica, a microacústica, a microfluídica dentre

outras. Essas áreas costumam ser englobadas pelo termo microtecnologia ou

tecnologia de microssistemas (WOOLLEY, A. T. et al., 1998).



6

Os sistemas miniaturizados também provocaram uma verdadeira

revolução na Química Analítica Instrumental, pois os microssistemas além de

aumentarem o desempenho analítico apresentaram várias outras vantagens

como a redução do volume de reagentes (volumes utilizados da ordem de µL),

baixo custo de fabricação, análise em tempo reduzido e a integração de várias

etapas de análise em um único chip (MANZ, A., GRABER, N., et al., 1990;

WOOLLEY, A. T. et al., 1998; AUROUX, P. A. et al., 2002). Por outro lado, os

processos químicos são afetados pela redução do tamanho. Na escala macro a

mistura de soluções é geralmente realizada por convecção. Por outro lado, nas

microestruturas isso não é possível devido o número de Reynolds ser baixo, o

que impede a geração de turbulência espontânea nos microcanais. Sendo

assim, a mistura de soluções nesses dispositivos são obtidas essencialmente

pela difusão, pois o tempo que uma espécie necessita para percorrer uma

dimensão ℓ diminui proporcionalmente ao quadrado do seu valor (1/ ℓ2) (MANZ,

A. et al., 2001).

Em 1979 foi construído o primeiro sistema miniaturizado de análises

químicas. Nesse trabalho pioneiro, Terry e colaboradores desenvolveram um

micro cromatográfo gasoso que consistia em uma válvula para injeção de

amostras e uma coluna capilar com comprimento de 1,5 m para separação

(TERRY, S. C. et al., 1979). Esses componentes foram integrados em uma

placa circular de silício com 5 cm de diâmetro. Um detector de condutividade

térmica foi integrado ao conjunto descrito anteriormente. Com este dispositivo

foi possível realizar rápidas separações resultando em um aumento na

frequência analítica. Ainda assim, tal dispositivo não teve um grande impacto



7

na comunidade científica daquela época, pois os grupos de pesquisas não

tinham um total conhecimento dos métodos de separação em micro escala, o

que provocou nos anos seguintes, um direcionamento das pesquisas para o

desenvolvimento de bombas e válvulas em escala micro e sensores químicos

(TERRY, S. C. et al., 1979; REYES, D. R. et al., 2002).

Em 1990, os microdispositivos analíticos ficaram em evidência quando

Manz e colaboradores desenvolveram um sistema miniaturizado de

cromatografia em fase líquida com dimensões de 5 x 5 mm fabricado em

substrato de silício. O dispositivo foi constituído de uma coluna tubular aberta

(6 µm x 2 µm x 15 cm) contendo um detector condutométrico e conexões para

válvulas externas para aplicação de pressão (MANZ, A., MIYAHARA, Y., et al.,

1990). No mesmo ano, Manz e colaboradores introduziram o conceito de

microssistemas para análises totais, ou µTAS (do inglês micro total analysis

systems) permitindo a integração de várias etapas analíticas como introdução

das amostras, pré-tratamento da amostra, reações químicas, separação

química e detecção em um único dispositivo (MANZ, A., GRABER, N., et al.,

1990; WOOLLEY, A. T. et al., 1998).

A partir de então, houve um crescente esforço para o desenvolvimento de

micro bombas e micro válvulas para acoplamento nos µTAS. O que se viu nos

anos seguintes foi um intenso aumento de publicação abordando os µTAS. Até

meados dos anos 1990, a grande maioria dos microdispositivos era construída

utilizando placas de silício e vidro. Desta maneira, com o emprego de vários

substratos alternativos para construção dos microdispositivos, abriu-se um

leque de aplicações, como por exemplo, a separação e análise de DNA,



8

separação de aminoácidos, realização de bioensaios, imobilização enzimática,

além da possibilidade manipulação de células em microcanais pela aplicação

de campos elétricos (AUROUX, P. A. et al., 2002; REYES, D. R. et al., 2002;

VILKNER, T. et al., 2004; DITTRICH, P. S. et al., 2006; WEST, J. et al., 2008;

ARORA, A. et al., 2010; KOVARIK, M. L. et al., 2013; CULBERTSON, C. T. et

al., 2014; SAJEESH, P. et al., 2014).

Ao longo do desenvolvimento das técnicas analíticas em micro escala, a

utilização da eletromigração em capilares de diâmetros internos reduzidos e em

microchips, foram bastante exploradas e a eletroforese capilar (EC) ganhou

destaque devido a sua simplicidade instrumental aliada ao uso de campo

elétrico para o transporte do fluído, eliminando assim a necessidade de

bombas e micro válvulas (LACHER, N. A. et al., 2001; COLTRO, W. K. T. et al.,

2007).

A popularização das pesquisas relacionada à miniaturização proporcionou

um grande crescimento do número de publicações nos últimos anos, como

pode ser observado na Figura 1. Na Figura 1 é possível observar uma falsa

saturação no número de publicações a partir de 2009. Essa tendência pode ser

justificada pelo surgimento de novas tecnologias em microssistemas, que não

foram incluídas na busca com as palavras chaves µTAS e LOC (do inglês, Lab

on a chip), como por exemplo, microdispositivos analíticos à base de

papel(PADs, do inglês Microfluidic paper-based analytical devices) e droplet

microfluidics, por exemplo.



9

Figura 1. Levantamento de publicações nos 20 últimos utilizando as palavras chaves

(A) uTAS e (B) LOC.

1.3 Eletroforese

Na década de 30 o químico e bioquímico Arne Tiselius desenvolveu uma

metodologia para separação das proteínas do soro sanguíneo, dando início à

eletroforese. O trabalho pioneiro de Tiselius com eletroforese lhe rendeu o

Prêmio Nobel no ano de 1948, além de impulsionar vários estudos

relacionados à separação de ânions, cátions, aminoácidos, drogas, vitaminas,

carboidratos, proteínas, peptídeos, entre outros analitos (SOGA, T. et al.,

2000).

A eletroforese é uma técnica de separação baseada na migração de

espécies iônicas ou ionizáveis sob a aplicação de um campo elétrico

(TAVARES, M. F., 1996; TAVARES, M. F., 1997). Compostos neutros também

podem ser separados com a utilização de uma modalidade eletroforética de

análise conhecida como cromatografia eletrocinética micelar (MEKC, do inglês

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

2010

2012

2014

2016

0

200

400

600

800

1000

Nú

mero

de p

ub

licaçõ

es

TAS

LOC

1990

1992

1994

1996

1998

2000

0

10

20

30

40

50

60

70



10

micellar electrokinetic chromatography) que foi proposta por Terabe e

colaboradores (TERABE, S. et al., 1984; TERABE, S. et al., 1985).

Com o passar dos anos, foram desenvolvidos capilares com diâmetro

interno reduzido, proporcionando assim uma dissipação eficiente do calor

gerado pelo efeito Joule. A partir daí, campos elétricos mais elevados puderam

ser aplicados, resultando em separações de elevada eficiência e resolução

(TAVARES, M. F., 1996; TAVARES, M. F., 1997).

A eletroforese capilar (EC) possui instrumentação simples e é composta

basicamente por uma fonte de alta tensão, um capilar para separação, um

detector e recipientes para armazenamento dos reagentes (TAVARES, M. F.,

1996). A Figura 2 representa um esquema genérico da instrumentação

necessária para EC.

Figura 2. Representação da instrumentação utilizada para um sistema de EC.

Na EC, as separações são realizadas em tubos capilares com diâmetro

interno de 20 a 100 µm e comprimento de 50 a 100 cm. O diâmetro interno

Fonte de alta tensão

Detector

Amostra

Tampão

+ Sistema de Aquisição de

Dados

Capilar

-



11

reduzido do capilar possibilita uma eficiente dissipação do calor gerado pela

passagem de corrente (efeito Joule) e oferece uma alta resistência elétrica,

permitindo assim a aplicação de campo elétrico elevado. Isso resulta em

separações com alta eficiência e resolução. A EC ainda apresenta vantagens

como baixo consumo de reagentes e portabilidade (BAKER, D. R., 1995;

TAVARES, M. F., 1996; TAVARES, M. F., 1997).

A velocidade das espécies dentro do capilar depende do campo elétrico

(E) aplicado e algumas propriedades da solução tampão, como por exemplo, a

viscosidade, pH e força iônica. Características das espécies a serem

separadas também são importantes, tendo a razão carga/raio do íon solvatado

como um dos principais fatores, pois de acordo com essa relação, cada

espécie adquire uma mobilidade, chamada de mobilidade eletroforética (𝜇𝑒𝑙𝑓).

A Equação 1 mostra que a velocidade de migração eletroforética (𝑣𝑒𝑙𝑓) é

proporcional ao campo elétrico (𝐸) aplicado e que a mobilidade eletroforética

(𝜇𝑒𝑙𝑓) é a constante de proporcionalidade (TAVARES, M. F., 1996; TAVARES,

M. F., 1997; SILVA, J. A. F. d., 2001; SILVA, J. A. F. d. et al., 2007).

𝑣𝑒𝑓 = 𝜇𝑒𝑓 × 𝐸 (𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 1)

O campo elétrico aplicado também afeta as espécies carregadas do

eletrólito, que irão se movimentar gerando a eletrosmose. Tal fenômeno ocorre

pela presença de grupos silanóis na parede do capilar ou dos microcanais. Os

grupos silanóis apresentam propriedades ácidas (pKa ~ 3,0) e são facilmente



12

desprotonados em soluções com pH básico, havendo a formação da dupla

camada elétrica, composta pelas camadas fixa e difusa (BAKER, D. R., 1995;

TAVARES, M. F., 1996; TAVARES, M. F., 1997). A camada fixa é formada

pelas cargas positivas da solução ligadas eletrostaticamente à parede negativa

do capilar ou do microcanal. A camada difusa é a região onde não há uma

ligação tão efetiva das cargas positivas com a parede carregada

negativamente, estabelecendo-se assim um plano de cisalhamento e,

consequentemente a eletrosmose. O fenômeno de eletrosmose é conhecido

como FEO (do inglês electroosmotic flow), o qual apresenta perfil planar de

velocidade, contribuindo assim para a obtenção de picos mais estreitos e

separações com elevada eficiência e resolução (BAKER, D. R., 1995;

TAVARES, M. F., 1996; TAVARES, M. F., 1997). A Figura 3 ilustra a geração

do FEO no capilar ou microcanal.

Figura 3. Ilustração da geração do fluxo elestrosmótico na parede de um capilar ou

microcanal.



13

A velocidade do fluxo elestrósmotico (𝑣𝑒𝑜), é proporcional ao campo

elétrico aplicado (E) de acordo com a Equação 2.

𝑣𝑒𝑜 = 𝜇𝑒𝑜 × 𝐸 (𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 2)

Onde 𝜇𝐹𝐸𝑂 é a mobilidade eletrosmótica e é dependente da constante dielétrica

(ε) do tampão, do potencial zeta (ζ), estabelecido no plano de cisalhamento da

camada difusa, e da viscosidade do tampão (η), de acordo com a Equação 3.

𝜇𝑒𝑜 = 𝜀ζ

4𝜋η (𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 3)

A presença do FEO provoca um aumento na velocidade aparente (𝑣𝑎𝑝)

dos íons, de acordo com a Equação 4.

𝑣𝑎𝑝 = 𝑣𝑒𝑓 + 𝑣𝑒𝑜 (𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 4)

Onde:

𝑣𝑎𝑝 = velocidade eletroforética da espécie;

𝑣𝑒𝑜 = velocidade do fluxo eletrosmótico;

𝑣𝑒𝑓 = velocidade eletroforética da espécie;

A análise de ânions é realizada contra o FEO, uma vez que com a

polaridade invertida as cargas positivas do tampão e, consequentemente o

FEO irão migrar em sentido oposto ao detector. Desta maneira, o tempo de

análise dos ânions é diretamente afetado. Entretanto pode-se inverter a direção

do FEO para reduzir o tempo de análises dos ânions. A inversão do FEO é



14

realizada mediante a adição de um surfactante, que pode ser uma AQ, no

tampão. Aparte polar com carga positiva interage com os grupos silanóis

negativamente carregados da parede do microcanal deixando exposta a parte

apolar. A parte apolar de outra molécula deste sal interage com a parte apolar

da molécula ligada à parede ficando exposta a parte polar carregada

positivamente. Nesta condição ocorrerá uma interação de cargas negativas do

tampão com as cargas positivas da amina quaternária formando a camada fixa.

A camada móvel de cargas negativas é formada, e com a aplicação do campo

elétrico o plano de cisalhamento é formado, e nessa condição o FEO migrará

em direção ao detector, ou seja, no mesmo sentido dos ânions (BAKER, D. R.,

1995). A Figura 4 ilustra a inversão do FEO no capilar ou microcanal.

Figura 4. Esquema representando a inversão do fluxo eletrosmótico pela adição de

uma AQ.

Os avanços alcançados na EC serviram de base para os microssistemas

eletroforéticos (MSE), tendo em vista que vários conceitos são aplicados. A

principal diferença é referente ao local de separação, enquanto em EC as

separações ocorrem em capilares, em MSE as separações ocorrem em



15

microcanais fabricados em uma ampla variedade de substratos. A Figura 5

apresenta um microchip típico de eletroforese.

Figura 5. Configuração típica de um microchip utilizado em eletroforese.

Dentre os substratos utilizados na fabricação dos MSE, o vidro é bastante

utilizado, pois apresenta vantagens como transparência óptica, baixa

reatividade química e similaridade com os capilares de sílica. Porém, a

fabricação MSE em vidro é uma técnica que requer instrumentação sofisticada,

o que agrega alto custos na fabricação dos dispositivos. (EFFENHAUSER, C.

S. et al., 1993; SEILER, K. et al., 1993; DOLNÍK, V. et al., 2000; MCCREEDY,

T., 2000). Desta maneira, a confecção de MSE utilizando substratos

alternativos vem sendo bastante explorada nos últimos anos, como o

poli(carbonato) (PC) (LIU, Y. et al., 2001; WABUYELE, M. B. et al., 2001;

SHADPOUR, H. et al., 2007), poli(uretana) (PU) (PICCIN, E. et al., 2007),

poli(eltileno tereftalato) (PET) (ROSSIER, J. S. et al., 1999), poli(metil

Can

al d

e S

epar

ação

Canal de Injeção



16

metacrilato) (PMMA) (LEE, G.-B. et al., 2001; PUMERA, Martin et al., 2002;

TANYANYIWA, J. et al., 2003), poli(dimetil siloxano) (PDMS) (DUFFY, D. C. et

al., 1998; MCDONALD, J. C. et al., 2000; VICKERS, J. A. et al., 2006) e

poliéster toner (PT) (DO LAGO, C. L. et al., 2003; GABRIEL, E. F. M. et al.,

2012; DA SILVA, E. R. et al., 2013). Na Figura 6 podem-se observar microchips

construídos em diversos substratos.

Figura 6. Microdispositivos eletroforéticos fabricados em diversos substratos.

O avanço nas técnicas de fabricação dos microdispositivos permitiu que

empresas especializadas se estabelecessem no mercado, como a Micronit

Microfluidics (www.micronit.com), a Microfluidics ChipShop (www.microfluidic-

chipshop.com), a Micralyne (www.micralyne.com) e a MicruX

(www.micruxfluidic.com). Atualmente é possível adquirir chips fabricados em

PMMA Vidro

ABS e PLA

Papel

http://www.micronit.com/

http://www.microfluidic-chipshop.com/

http://www.microfluidic-chipshop.com/

http://www.micruxfluidic.com/



17

PMMA com valores em torno de EUR 30,00, enquanto chips e vidro podem ser

comprados por cerca de USD 1000,00 o kit com quatro microchips de 4,5 cm

ou dois microchips de 9,0 cm.

A qualidade das separações resulta, principalmente, do processo de

injeção, o que é dificultado devido ao pequeno volume de amostra injetado, da

ordem de 200-700 pL (BAKER, D. R., 1995; TAVARES, M. F., 1996;

TAVARES, M. F., 1997; SILVA, J. A. F. d., 2001; COLTRO, W. K. T. et al.,

2007). A introdução de amostra pode ser realizada por duas técnicas

diferentes, a injeção hidrodinâmica, onde o fluido é bombeado pela aplicação

de pressão, e a injeção eletrocinética que utiliza um campo elétrico para

bombear o fluido através do capilar ou do microssistema. A injeção

hidrodinâmica apresenta como vantagem a ausência de discriminação da

amostra (BACKOFEN, U. et al., 2002; SOLIGNAC, D. et al., 2003; SAITO, R.

M. et al., 2012). A injeção eletrocinética apresenta fluxo planar, o que é uma

vantagem em comparação ao fluxo parabólico característico da injeção

hidrodinâmica. Outra vantagem dos métodos eletrocinéticos está no uso de

campo elétrico para bombear o fluído, dispensando assim o uso de bombas e

válvulas. Deste modo a introdução de amostra nos microssistema é realizada

principalmente por métodos eletrocinéticos (FU, L. M. et al., 2002; KARLINSEY,

J. M., 2012).

Dentre os métodos de injeção eletrocinética, existem três modalidades

diferentes, floating (unpinched) (HARRISON, D. J., FAN, Z. H., et al., 1993;

HARRISON, D. J., FLURI, K., et al., 1993; FAN, Z. H. et al., 1994), pinched

(EFFENHAUSER, C. S. et al., 1994; JACOBSON, S. C., HERGENRODER, R.,



18

KOUTNY, L. B. e RAMSEY, J. M., 1994; JACOBSON, S. C., HERGENRODER,

R., KOUTNY, L. B., WARMACK, R. J., et al., 1994) e gated (JACOBSON, S. C.,

KOUTNY, L. B., et al., 1994; JACOBSON, S. C. et al., 1995; ERMAKOV, S. V.

et al., 2000; ZHANG, G. et al., 2007). O modo floating foi apresentado por

Jacobson e colaboradores em 1994 (JACOBSON, S. C., HERGENRODER, R.,

KOUTNY, L. B., WARMACK, R. J., et al., 1994), e dentre todas as estratégias

eletrocinéticas, é o método mais simples para introdução da amostra em MSE,

pois requer apenas uma fonte de alta tensão e o controle dos potenciais em

apenas dois reservatórios. Na etapa de preenchimento é estabelecido um

campo elétrico entre os reservatórios da amostra e de descarte da amostra,

desta maneira ocorrerá o preenchimento do canal de injeção. Em seguida, na

etapa de injeção, o campo elétrico é estabelecido entre os reservatórios do

tampão e de descarte do tampão, ocorrendo assim a injeção de uma zona de

amostra definida pela intersecção dos canais. Na etapa de separação, as

espécies presentes na zona de amostra irão se separar de acordo com as suas

respectivas mobilidades.

Para reduzir o alargamento da zona de amostra provocado pela difusão,

Jacobson e colaboradores (JACOBSON, S. C., HERGENRODER, R.,

KOUTNY, L. B., WARMACK, R. J., et al., 1994) apresentaram o modo de

injeção pinched, o qual consiste em aplicar potencial em três reservatórios, no

sentido de definir a zona de amostra introduzida no canal de separação

(JACOBSON, S. C., HERGENRODER, R., KOUTNY, L. B., WARMACK, R. J.,

et al., 1994; ERMAKOV, S. V. et al., 2000; FU, L. M. et al., 2002; PUMERA, M.,

2007; KARLINSEY, J. M., 2012).



19

O modo de injeção gated consiste em três etapas. É necessária a

utilização de mais de uma fonte de alta tensão ou fontes multicanais, pois é

aplicada uma diferença de potencial em dois reservatórios simultaneamente.

Em uma primeira etapa uma alça de amostragem é formada com o

estabelecimento de um campo elétrico entre os reservatórios da amostra e de

descarte da amostra e outro campo elétrico entre os reservatórios do tampão e

de descarte do tampão. Em segundo momento, na etapa de formação da zona

de amostra, o campo elétrico aplicado entre os reservatórios do tampão e do

descarte do tampão é interrompido, então temos o controle eletrocinético da

amostra na intersecção dos canais. A etapa de injeção ocorre quando o campo

elétrico entre os reservatórios do tampão e de descarte do tampão é

reestabelecido. Por fim, na etapa de separação, os analitos presentes na zona

de amostra injetada são separados de acordo com suas respectivas

mobilidades.

O método de injeção gated apresenta como vantagem a possibilidade de

controlar as zonas de amostras introduzidas no canal de separação, variando-

se o tempo de injeção (JACOBSON, S. C., HERGENRODER, R., KOUTNY, L.

B., WARMACK, R. J., et al., 1994; FU, L. M. et al., 2002; BIAS, M. et al., 2008;

KARLINSEY, J. M., 2012). Slentz e colaboradores avaliaram a influência do

modo de injeção gated na resposta do detector por fluorescência induzida a

laser (LIF, do inglês laser induced fluorescence) e os autores observaram um

aumento do sinal pela variação do tempo de injeção (SLENTZ, B. E. et al.,

2002). Umas das desvantagens da injeção eletrocinética, já citada

anteriormente, é a discriminação da amostra. Utilizando simulações



20

computacionais, Blas e colaboradores investigaram a influência de parâmetros

operacionais na discriminação da amostra (BLAS, M. et al., 2007).

A Figura 7 apresenta uma ilustração resumida da formação da zona de

amostra para o modo floating (Figura 7A) e gated (Figura 7B). Uma ilustração

mais detalhada, de ambos os modos, pode ser visualizada nas Figuras 10 e 11

para os modos gated e floating respectivamente.

Figura 7. Ilustração da formação da zona de amostra no modo de injeção (A) gated e

(B) floating. A zona de amostra está destacada de vermelho.

1.4 Detectores para MSE

A fluorescência induzida a laser (LIF, do inglês laser induced

fluorescence) e a espectrometria de massa (MS, do inglês mass spectrometry)

são métodos bastante utilizados em MSE, uma vez que proporcionam

excelentes níveis de detectabilidade. Esses detectores são amplamente

utilizados em aplicações biológicas bionalíticas, principalmente em análises

genéticas e proteômicas (MUNRO, N. J. et al., 2000; JIN, L. J. et al., 2001;

MCCLAIN, M. A. et al., 2003). Porém o alto custo e a complexidade da

instrumentação se tornam uma desvantagem para os métodos de detecção

citados anteriormente. Deste modo, a detecção eletroquímica vem ganhando

+

-

+

+ -

-

+

- -

(A) (B)

-



21

bastante destaque para uso em MSE, pois requer instrumentação

economicamente mais acessível e apresenta elevado potencial para integração

nos microssistemas analíticos (VANDAVEER, W. R. et al., 2002; WANG, J.,

2002; WANG, J., 2005). O trabalho de Woolley e colaboradores, publicado em

1998, foi o primeiro a reportar o uso da detecção amperométrica (DA) acoplada

a microdispositivos. Nesse trabalho, foi utilizado um microdispositivo de vidro

com detecção na saída do canal para a análise de neurotransmissores

(WOOLLEY, A. T. et al., 1998). A detecção eletroquímica em microdispositvo

pode ser realizada por três modos diferentes: amperometria (VANDAVEER, W.

R. et al., 2002), condutometria e potenciometria (TANYANYIWA, J. et al.,

2002).

Dentre as técnicas de detecção citadas anteriormente, a DA é a mais

utilizada em microssistemas eletroforéticos, uma vez que é a técnica com os

melhores níveis de detectabilidade. O funcionamento da DA está baseado na

aplicação de um potencial em um eletrodo de trabalho, enquanto a corrente é

monitorada em função do tempo. Um dos fatores mais importante da DA é o

posicionamento dos eletrodos, deste modo nos últimos anos foram publicados

vários trabalhos explorando diversas configurações de posicionamento de

eletrodos (CHEN, D. C. et al., 2001; MARTIN, R. S. et al., 2002; LAI, C. C. J. et

al., 2004).

A condutometria é um método de detecção quase universal, largamente

utilizada em microssistemas eletroforéticos. Essa técnica funciona basicamente

pela diferença de condutividade das zonas dos analitos (TANYANYIWA, J. et

al., 2002). A condutometria pode ser realizada de dois modos, com contato



22

(HABER, C. et al., 1998; KATZMAYR, M. U. et al., 1999) e sem contato (DA

SILVA, J. A. F. et al., 1998).

Na detecção condutométrica sem contato (C4D do inglês Capacitively

coupled contactless conductivity detection) o posicionamento dos eletrodos é

externo ao microcanal, ou seja, não entra em contato com a solução. Esse

posicionamento externo é possível devido à utilização de altas frequências de

operação, proporcionando assim uma maior durabilidade dos eletrodos, uma

vez que não há a contaminação dos mesmos, além disso, não há problemas

relacionados com a formação de bolhas, eletrólise e interferência do campo

elétrico aplicado no processo eletroforético(PUMERA, M. et al., 2002;

COLTRO, W. K. T. et al., 2007; COLTRO, W. K. T. et al., 2012; KUBÁŇ, P. et

al., 2013). Na Figura 8 temos a ilustração dos acoplamentos dos eletrodos em

capilares (Figura 8A) e em microcanais (Figura 8B).

Figura 8. Ilustração dos eletrodos acoplados em um (B) capilar e em um (B)

microcanal.

e0 e1

e0

e1

(A)

(B)



23

A principal desvantagem do C4D são os baixos níveis de detectabilidade

alcançados. Trabalhos recentes utilizando C4D em sistemas convencionais de

EC reportam limites de detecção (LD) abaixo de 1 µmol/L, com a utilização de

eletrodos circulares (KUBAN, P. et al., 2008). No entanto, nos MSE a

integração de eletrodos se dá basicamente pelo uso de eletrodos planares, o

que reduz o acoplamento capacitivo e, consequentemente, afeta os valores de

LD. Guijt e colaboradores apresentaram, em 2001, o primeiro trabalho

utilizando C4D em MSE. Neste trabalho, os autores reportaram a detecção de

K+ na concentração de 200 µmol/L (GUIJT, R. M. et al., 2001). Pumera e

colaboradores em 2002 usaram MSE-C4D e reportaram valores de LD de 2,8

µmol/L para o íon K+ (PUMERA, M. et al., 2002). Lee e colaboradores

propuseram a fabricação de eletrodos semicirculares como estratégia para

melhorar o limite e detecção do sistema C4D em MSE. De acordo com os

resultados publicados, os autores encontraram LD de aproximadamente 1

µmol/L (LEE, C. Y. et al., 2006). Em 2010 Mahabadi e colaboradores

apresentaram uma nova configuração de eletrodos para MSE, eles usaram

eletrodos planares duplos e alcançaram LD de 0,56 µmol/L para o íon K+.

Outra vantagem importante da C4D é a fácil integração dos eletrodos com

os microcanais, permitindo assim a utilização de vários materiais para

construção de eletrodos integrados em diferentes geometrias. É comum a

utilização de eletrodos fabricados pela deposição de finas camadas de metais,

como por exemplo, ouro (Au) (JANG, Y. C. et al., 2011), platina (Pt)

(LICHTENBERG, J. et al., 2002) e alumínio (Al) (PUMERA, M. et al., 2002).

Fitas de metal e deposição térmica de toner também são bastante utilizadas



24

para construção de eletrodos de forma simples e rápida (WANG, J. et al., 2002;

DO LAGO, C. L. et al., 2004). Guijt et al. e Coltro et al., propuseram de forma

independente, em 2011, a utilização de placas de circuito impresso para a

fabricação de eletrodos para a detecção de cátions inorgânicos (COLTRO, W.

K. T. et al., 2011; GUIJT, R. M. et al., 2011). Recentemente, Chagas et al.,

reportaram a utilização de lápis para desenhar eletrodos em papel, abrindo a

possibilidade para explorar várias geometrias de eletrodo de forma rápida e

barata (CHAGAS, C. L. S. et al., 2015). Metodologias para construção de

eletrodos utilizando ligas metálicas (GAUDRY, A. J. et al., 2013; THREDGOLD,

L. D. et al., 2013) e soluções iônicas (BLASZCZYK, K. et al., 2013; DUARTE,

G. F. et al., 2015), em canais perpendiculares ao canal de separação, foram

proposta recentemente.

A popularização da eletroforese e todos os avanços alcançados na

integração de eletrodos e microcanais, proporcionaram o surgimento de

equipamentos comerciais de eletroforese em microchips. O primeiro sistema

com detecção C4D foi lançado pela eDAQ (Denistone, Austrália). Até o

momento existem quatro equipamentos deste no Brasil, dos quais dois estão

presentes no nosso grupo, os outros estão no Centro de Pesquisas Leopoldo

Américo Miguez de Mello (Cenpes) e na USP de São Carlos. Desta maneira, o

primeiro trabalho utilizando esse equipamento foi publicado recentemente pelo

nosso grupo. Neste trabalho, os autores reportaram o monitoramento de íons

inorgânicos em amostras ambientais, além do monitoramento do ciclo do

nitrogênio em ambientes com peixes (FREITAS, C. B. et al., 2016).



25

1.5 Eletroforese não Aquosa

A diferença da eletroforese não aquosa para a convencional é

basicamente a utilização de solventes orgânicos no preparo do eletrólito de

corrida. Os vários tipos de solventes orgânicos proporcionam uma infinidade de

composições do eletrólito de corrida, seja na forma pura ou mistura de dois ou

mais solventes (ASSUNCAO, N. A. et al., 2005; GEISER, L. et al., 2009;

KENNDLER, E., 2009).

A utilização de solventes orgânicos apresenta uma série de vantagens,

como por exemplo, alta resolução na separação dos compostos, larga

versatilidade, relativa ausência de interferentes e ainda a possibilidade de se

analisar compostos com baixa ou nenhuma solubilidade em água (VARENNE,

A. et al., 2008; GEISER, L. et al., 2009).

O uso de solventes orgânicos como eletrólito foi mostrado pela primeira

vez em 1984 por Jorgenson e co-autores. Neste trabalho, os autores

reportaram a utilização da NACE (do inglês, nonaqueous capillary

electrophoresis) para a separação de algumas bases orgânicas utilizando um

eletrólito composto por perclorato de tetraetilamônio (0,05 M) e ácido clorídrico

(0,01 M) em acetonitrila (WALBROEHL, Y. et al., 1984). A partir deste trabalho

pioneiro, o uso da eletroforese não aquosa em capilares foi bastante explorado

(MUZIKAR, J. et al., 2001; CANTU, M. D. et al., 2004; BUGLIONE, L. et al.,

2013a; BUGLIONE, L. et al., 2013b), por outro lado o uso de microchips não

vem sendo tão explorada, principalmente utilizando C4D.

Lu et al, em 2002 utilizaram um sistema de eletroforese não aquosa em

microchips (NAME do inglês nonaqueous microchips electrophoresis) com um



26

fotomultiplicador como detector. Neste trabalho foram determinados de três

composto usados em explosivos ( trinitrotolueno – TNT, trinitrobenzeno - TNB e

trinitrofenilmetilntroamina - tetryl) utilizando um microchip com comprimento

efetivo de 8 cm e como eletrólito uma mistura de MeOH/ACN na proporção

87,5:12,5 (v/v) com a adição de NaOH 2,5 mmol/L (LU, Q. et al., 2002).

O primeiro trabalho utilizando um sistema NAME acoplado com C4D, foi

publicado em 2003 por Wang et al. Neste trabalho os autores reportaram a

separação de quatro AQs (brometo de tetrametilamônio, cloreto de

tetrapropilamônio, perclorato de tetrabutilamônio) e uma amina terciária (N,N-

dimetildodecilamina), utilizando um microchip de comprimento efetivo de 8 cm.

Como eletrólito, os autores utilizaram uma mistura de DHBA e NaDHBA na

concentração de 5 mmol/L cada, dissolvidos em uma mistura de ACN/MeOH

90:10 (v/v).

Varjo e colaboradores utilizaram um sistema NAME com detecção por

epifluorescência, a qual, a fluorescência é incidida na amostra

perpendicularmente ao eixo de excitação. Nesse trabalho, os autores

reportaram a separação de aminas derivatizadas com isoticianato de

fluoresceína (FITC do inglês fluorescein isothiocyanate) (VARJO, S. J. et al.,

2004).

Em 2013 Hu et al, utilizaram um sistema NAME com detecção por

quimioluminescência para separar dois tipos de rodaminas (Rodamina 123 e

Rodamina 6G) (HU, H. M., YIN, X. F., et al., 2013). Em 2013, os mesmo

autores utilizaram um sistema de NAME com detecção LIF, para determinação

de catecolaminas em amostras de urina (HU, H. M., LI, Z. H., et al., 2013).



27

Recentemente, Cable e colaboradores identificaram aminas primárias de

solo de Titan (lua de Saturno) utilizando um sistema NAME-LIF (CABLE, M. L.,

HORST, S. M., et al., 2014). No mesmo ano, Cable e colaboradores reportaram

a separação de ácidos graxos utilizando o mesmo sistema NAME-LIF (CABLE,

M. L., STOCKTON, A. M., et al., 2014).

28

Objetivos

OBJETIVOS


29

2 Objetivos

2.1 Objetivos Gerais

O objetivo geral desse trabalho visa o desenvolvimento de uma

metodologia analítica para separação de aminas quaternárias utilizando

eletroforese não aquosa em microchips com C4D.

2.2 Objetivos específicos

Otimizar as condições operacionais do C4D;

Avaliar a reprodutibilidade na introdução da amostra nos MSE;

Avaliar o efeito do modo de injeção nos níveis de detectabilidade do C4D;

Otimizar o controle eletrocinético na eletroforese em meio não aquoso;

Avaliar a composição do eletrólito para as separações eletroforéticas;

Analisar as aminas quaternárias em águas residuais de dutos petrolíferos;

30

Parte Experimental

PARTE EXPERIMENTAL


31

3 Procedimento Experimental

3.1 Reagentes

Os regentes utilizados foram adquiridos junto a Sigma-Aldrich (St.

Louis/MO, USA) os quais estão listados na tabela 1 com suas respectivas

abreviaturas e purezas.

Tabela 1. Relação dos reagentes utilizados no trabalho, juntamente com as

respectivas abreviaturas e pureza.

Reagentes Abreviatura Pureza (%)

Acetato de amônio ActNH4 97,0

Acetonitrila ACN 99,8

Ácido 2-(n-morfolino)etanosulfônico sódico NaMES 99,0

Ácido 2,6 – dihidroxibenzóico DHBA 98,0

Ácido 2-N-morfolino etanossulfônico MES 99,0

Ácido 3-(n-morflino)propanosulfônico hemi-sódico

NaMOPS 99,0

Ácido benzóico HBA 99,5

Ácido desoxicólico DCHA 98,0

Ácido desoxicólico sódico NaDCHA 97,0

Ácido N-ciclohexil-2-hidroxil-3-aminopropanosulfônico sódico

NaCAPSO 98,0

Benzoato de sódio NaBA 99,5

PARTE EXPERIMENTAL


32

Continuação da Tabela 1

Brometo de benziltrimetilamônio BTAB 99,0

Brometo de tetrametilamônio TMAB 98,0

Brometo de deciltrimetilamônio ETAB 98,0

Brometo de hexadeciltrimetilamônio CTAB 98,0

Brometo de hexiltrimetilamônio HTAB 98,0

Brometo de tetradeciltrimetilamônio TTAB 98,0

Brometo de tetradodecilamônio TDAB 99,0

Brometo de tetraoctilamônio TOAB 98,0

Brometo de tetrapropilamônio TPAB 98,0

Brometo de trimetiloctadecilamônio TODAB 98,0

Brometo de trimetiloctilamônio TOMB 98,0

Cloreto de dodeciltrimetilamônio DTAC 98,0

Cloreto de lítio 99,0

Cloreto de potássio 99,5

Cloreto de sódio 99,8

Colato de sódio hidratado NaCH 99,0

Dimetilsulfóxido DMSO 99,9

Hidróxido de sódio 99,8

Hidróxido de tetraetilamônio 40% in H2O TEAOH

PARTE EXPERIMENTAL


33

Continuação da Tabela 1

Lactato de sódio NaLa 98,0

L-histina His 99,0

Metanol MeOH 99,8

N,N-dimetilformamida DMF 99,8

Perclorato de tetrabutilamônio TBAP 99,0

Solução de acetato de amônio 7,5 M s-ActNH4

3.2 Preparo das Soluções

As soluções estoques para a eletroforese em meio aquoso foram

preparadas semanalmente empregando água deionizada com resistividade

igual a 18,2 MΩ.cm (Millipore, Kansas City, MO, EUA) na concentração de 100

mmol/L para MES e His, e 10 mmol/L para os cátions K+, Na+ e Li+, sendo

filtradas em seguida com membrana de 0,22 µm (Millipore, Kansas City, MO,

EUA). As soluções estoques das aminas quaternárias para a eletroforese não

aquosa foram preparadas semanalmente em metanol grau HPLC na

concentração de 10 mmol/L. Os eletrólitos de corrida foram preparados

diretamente nas concentrações utilizadas no processo eletroforético.

PARTE EXPERIMENTAL


34

3.3 Instrumentação

Os experimentos foram realizados utilizando o sistema de eletroforese em

microchips acoplado com C4D (eDAQ, Australia - http://www.edaq.com). Este

sistema é composto por duas fontes de alta tensão modelo Sequencer ER230

(Figura 9A) e um detector modelo C4D System ER225 (Figura 9B). Os

microchips modelos ET145 e ET190 contendo canal de separação com

comprimentos de 45 e 90 mm respectivamente. Os microcanais possuem

dimensões de 100 × 10 µm (largura × altura) com geometria em duplo-T. Estes

microchips já possuem eletrodos integrados, os quais possuem dimensões 200

µm × 500 µm × 200 nm (largura × comprimento × espessura) e são separados

por uma distância de 250 µm. Estes microchips são facilmente acoplados ao

sistema de detecção e às fontes de alta tensão através de uma plataforma

microfluídica modelo ET225 (Figura 9C) também comercializada pela eDAQ). A

aquisição de dados e controle do detector foram realizados através do software

PowerChrom, e para o controle dos potenciais bem como o controle do tempo

de injeção foi utilizado o software Sequencer, ambos disponibilizados pela

eDAQ.

PARTE EXPERIMENTAL


35

Figura 9. Sistema de eletroforese eDAQ: em (A) as fontes de alta tensão; em (B) o

sistema de detecção C4D; em (C) a plataforma microfluídica para acoplamento do

microchip com o sistema de detecção e as fontes de alta tensão; em (D) o microchip

de vidro.

3.4 Otimização dos parâmetros operacionais do C4D

A otimização do detector é necessária para cada eletrólito utilizado, para

obtermos as melhores condições operacionais que permitam a melhor relação

sinal/ruído. O sistema tampão MES/His (20 mmol/L) foi utilizado como eletrólito de

corrida, por apresentar baixa condutividade e favorecer a detecção de espécies

inorgânicas, que apresentam alta condutividade.

A otimização foi realizada automaticamente utilizando o software de

aquisição de dados (PowerChrom). Esse estudo foi realizado com os canais do

chip preenchidos com eletrólito. Então a resposta do detector foi monitorada em

frequências e amplitudes que variaram de 100-1400 kHz e 2-20 Vpp

respectivamente. Em seguida realizou-se a mesma varredura, com os canais do

chip preenchidos com o eletrólito diluído em 20%, sendo considerado o branco. As

(A) (B)

(C) (D)

PARTE EXPERIMENTAL


36

respostas das varreduras foram subtraídas para obter as condições em que o sinal

foi mais intenso. O mesmo procedimento descrito anteriormente foi utilizado para

otimização dos parâmetros de detecção na eletroforese em meio não aquoso. A

única diferença foi que na varredura a frequência foi variada de 10-100 Vpp, uma

vez que o modo de ganho do detector foi utilizado (Headstage gain on).

3.5. Controle Eletrocinético

Foram estudados os modos de injeção eletrocinética gated e floating, os dois

mais comuns que podem ser aplicados aos MSE. Neste estudo, avaliou-se a

repetitividade de ambos os processos usando-se uma solução de K+.

3.5.1 Modo floating

A Figura 10 apresenta um esquema simplificado para ilustrar a introdução

da amostra nessa modalidade explorando-se a geometria dos canais no

formato de duplo-T. Conforme definido na Figura 10A, o canal delimitado pelos

reservatórios 1 e 3 representa o canal de injeção, enquanto o canal delimitado

pelos pontos 2 e 4 representa o canal de separação.

Figura 10. Apresentação do processo de introdução da amostra usando-se o método

floating em MSE contendo canais dispostos na configuração de (A) duplo-T. Os

números 1, 2, 3 e 4 indicam, respectivamente, os reservatórios da amostra, do

tampão, descarte da amostra.

1

4

3

2

800 V

0 V

1000 V

0 V 0 V

1000 V(A) (B) (C) (D)

PARTE EXPERIMENTAL


37

Inicialmente, uma diferença de potencial igual a 800 V foi aplicada ao

canal de injeção por um tempo de 5 s, permitindo assim o preenchimento de

todo o canal com amostra (Figura 10B). Em seguida, o potencial aplicado ao

canal de injeção foi desligado e uma diferença de potencial igual a 1000 V foi

aplicada ao canal de separação. Conforme pode se observar na Figura 10C,

nessa etapa a zona de amostra definida na intersecção dos canais foi

introduzida no canal de separação. Nessa etapa, as espécies de separam de

acordo com suas mobilidades e são detectadas pelo detector condutométrico

posicionado próximo ao reservatório 4 (Figura 10D).

3.5.2 Modo gated

A Figura 11 apresenta um esquema simplificado para ilustrar a

introdução da amostra nessa modalidade. Conforme definido na Figura 11A, a

alça delimitada pelos reservatórios 1 e 2 representa o canal de amostragem,

enquanto que a alça delimitada pelos pontos 3 e 4 representa o canal de

separação.

Figura 11. Processo de introdução da amostra pelo modo gated em MSE contendo

canais dispostos na configuração de (A) duplo-T ilustrando as etapas (B) amostragem,

(C) controle eletrocinético da amostra, (D) introdução de uma zona de amostra bem

definida e (E) separação eletroforética dentro do canal de separação. Em (A), os

números 1, 2, 3 e 4 indicam, respectivamente, os reservatórios de descarte da

amostra, da amostra, do tampão e descarte do tampão.

800 V

1

4

3

2 800 V 800 V 800 V

1000 V 0V 1000 V 1000 V

0 V 0 V 0 V 0 V

0 V 0 V 0 V 0 V

(A) (B) (C) (D) (E)

PARTE EXPERIMENTAL


38

Incialmente é aplicado uma diferença de potencial de 800 V entre os

reservatórios da amostra e de descarte da amostra, ocorrendo o

preenchimento do canal de amostragem. Também foi estabelecida uma

diferença de potencial de 1000 V entre os reservatórios do tampão e de

descarte do tampão (Figura 11B). O potencial do reservatório do tampão é

desligado por um intervalo de tempo, ocorrendo a injeção da amostra entre a

intersecção dos canais (Figura 11C). Religando o potencial no reservatório do

tampão, uma zona de amostra bem definida (Figura 11D) é introduzida no

canal de separação e as espécies se separam de acordo com suas respectivas

mobilidades (Figura 11E).

3.6 Avaliação da repetibilidade da Injeção: gated versus floating

Foi realizada uma série de injeções consecutivas de uma solução

contendo K+ 100 µmol/L para avaliar a repetibilidade dos tempos de migração e

ainda a variação na velocidade eletrosmótica em ambos os modos de injeção.

No modo gated também foi realizada a separação dos íons K+, Na+ e Li+ a

fim de avaliar parâmetros como eficiência de separação e resolução, além de

encontrar os LDs. Para esse ensaio preparou-se uma solução equimolar das

espécies na concentração de 50 µmol/L para ambos os modos de injeção.

PARTE EXPERIMENTAL


39

3.7 Efeito do modo de injeção na resposta analítica

Avaliou-se o efeito do volume injetado sobre o nível de detectabilidade

para ambos os modos. Utilizou-se uma solução do íon potássio (K+) e as

análises foram realizadas variando-se o tempo de injeção para várias

concentrações, no sentido de investigar a influência do tempo de injeção sobre

o nível de detectabilidade do sistema C4D.

3.8 Separação das Aminas Quaternárias em meio aquoso

Realizou-se uma simulação experimental do processo de separação dos

tensoativos pelo software livre PeakMaster 5.3 Complex, desenvolvido e

disponibilizado no website http://web.natur.cuni.cz/~gas/ pelo grupo de

pesquisa do Prof. Bohuslav Gaš. Porém o software permite apenas realizar

simulação em meio aquoso. Após a simulação foram realizados testes

empregando o tampão utilizado nas análises dos íons inorgânicos, constituído

de uma mistura equimolar de MES e His (20 mmol/L).

3.9 Separação das Aminas Quaternárias em meio não aquoso

3.9.1 Otimização dos potenciais de separação e injeção

Uma das vantagens da utilização de eletrólitos a base de solventes

orgânicos, é a possibilidade da aplicação de elevados potenciais no processo

eletrofético, sem que isso cause problemas de aquecimento devido ao efeito

Joule. Desta maneira, foi realizada a otimização dos potenciais de injeção e

http://web.natur.cuni.cz/~gas/

PARTE EXPERIMENTAL


40

separação, uma vez que o campo elétrico influencia diretamente na mobilidade

dos analitos e consequentemente no formato dos picos e no tempo de análise.

3.9.2 Otimização da composição do eletrólito de corrida

Inicialmente foi utilizado uma mistura de MeOH/ACN na proporção 90:10

(v/v) como solvente, pois existem alguns trabalhos na literatura a qual foi

explorado esse eletrólito para separações em capilares e microchips (LU, Q. et

al., 2002; WANG, J. et al., 2003; BUGLIONE, L. et al., 2013a).

A utilização de solventes orgânicos permite a escolha de composições

variadas do eletrólito. Várias composições de eletrólitos foram testadas a fim de

encontrar a melhor condição experimental para promover separações com alta

eficiência e boa resolução. Para fins comparativos, foi realizado um estudo

para avaliar a substituição da mistura de MeOH/ACN por DMSO e DMF no

preparo do eletrólito de corrida.

Buglione et al. reportaram um trabalho avaliando a eficiência de alguns

sais adicionados no eletrólito para separações de aminas quaternárias

utilizando eletroforese em capilares. Desta maneira, realizou-se um estudo

comparativo desses compostos quando adicionados no eletrólito de corrida.

Nesse estudo foram utilizados os seguintes compostos: s-ActNH4, NaDCHA,

NaCH, DCHA, NaMES, NaMOPS, NaCAPSO, na concentração igual a 10

mmol/L cada, e também a mistura contendo os compostos DCHA-TEAOH nas

concentrações de 10 mmol/L e 5 mmol/L, respectivamente.

PARTE EXPERIMENTAL


41

Foram realizadas medidas de condutividades utilizando um

condutivímetro CG853 da SCHOTT (Hoffenhein, Alemanha) e medidas de pH

utilizando um pHmetro PG1800 da GEHAKA (São Paulo, Brasil) com um

eletrodo polimérico SA02 da Sensoglass (São Paulo,Brasil).

Por fim, foi estudada a variação na porcentagem de ACN na mistura de

MeOH/ACN utilizada como solvente.

3.9.3 Análises das aminas quaternárias em águas residuais

Foram recebidas da Petrobras três amostras de água de saídas de dutos

petrolíferos, sendo essa água a matriz de interesse para determinação das

aminas quaternárias. A curva analítica com adição padrão foi construída com a

faixa de concentração de 50 µmol/L até 1 mmol/L. Cada solução foi preparada

com os respectivos valores de concentrações das aminas quaternárias e em

cada uma foi adicionada 10% da amostra tratada previamente.

42

Resultados e Discussão

RESULTADOS E DISCUSSÃO


43

4 Resultados e Discussão

4.1 Otimização dos parâmetros operacionais do C4D

O princípio de funcionamento do C4D consiste basicamente na geração de um

sinal de alta frequência a partir de um gerador de funções, o qual é aplicado por

um eletrodo de excitação (e0), assim há o estabelecimento de um campo

elétrico entre os eletrodos de excitação e recepção do sinal (e0 e e1,

respectivamente) (Figura 12) (DA SILVA, J. A. F. et al., 1998; BRITO-NETO, J.

G. A. et al., 2005a; BRITO-NETO, J. G. A. et al., 2005b; COLTRO, W. K. T. et

al., 2012). A corrente gerada é proporcional à condutividade do meio e é

registrada pelo eletrodo receptor (e1) que é então encaminhada a um circuito

onde ela é convertida em um sinal digital (DA SILVA, J. A. F. et al., 1998;

BRITO-NETO, J. G. A. et al., 2005a; BRITO-NETO, J. G. A. et al., 2005b;

COLTRO, W. K. T. et al., 2012). Os parâmetros operacionais com maior

influência na resposta do sistema C4D são a geometria dos eletrodos e a

frequência da onda senoidal aplicada aos eletrodos, conforme demonstrado na

Equação 5.

Figura 12. Esquema genérico mostrando o funcionamento do C4D.

V

t

i(t)

e0

e1

+-



44

|𝑌| =1

√(𝐾𝑘 )

2

+ 1

4𝜋2𝑓2𝐶𝑃2

(𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 5)

onde (𝐾) é a constante da cela, (𝑘) é a condutividade, (𝑓) é a frequência e (𝐶𝑃)

é a capacitância da parede do canal, que é calculada pela relação abaixo

𝐶𝑝 =𝐶1 × 𝐶2

𝐶1 + 𝐶2 (𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 6)

onde 𝐶1 e 𝐶2 são as capacitâncias entre os eletrodos 1 e 2 com a parede

(BRITO-NETO, J. G. A. et al., 2005a; BRITO-NETO, J. G. A. et al., 2005b).

Levando-se em consideração que a geometria dos eletrodos é

constante, a constante da cela (𝐾) não sofrerá alterações. Logo, a frequência

afeta diretamente a resposta do detector e a otimização da amplitude é

importante, pois ela promove uma variação diretamente proporcional na

resposta analítica, sendo assim quanto maior a corrente gerada pela onda

aplicada aos eletrodos, maior será a resposta do sistema de detecção.

Desse modo, a otimização foi realizada na presença do eletrólito (Figura

13A) e do branco - eletrólito diluído 5% - (Figura 13B). Então a resposta do

branco foi subtraída da resposta do eletrólito (Figura 13C). A melhor resposta

foi obtida na frequência de 900 kHz e amplitude de 20 Vpp.



45

Figura 13.Varredura da resposta versus a frequência em cada amplitude para o

eletrólito (A), para o branco (B) e a resultante da subtração (C).

4.2 Avaliação da repetibilidade da Injeção: gated vs floating

A repetibilidade do processo de injeção da amostra foi investigada em

função do uso dos modos eletrocinéticos gated e floating. Cinco séries

contendo nove injeções cada foram realizadas usando-se uma solução de K+

preparada na concentração igual a 100 µmol/L. Os resultados estão

apresentados nas Figuras 14 e 15.

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

-1200

-1000

-800

-600

-400

-200

0(A)

100%

80%

90%

70%

60%

50%

40%

30%20%

10%

Re

sp

os

ta (

mV

)

Frequência (kHz)0 200 400 600 800 1000 1200 1400

-1400

-1200

-1000

-800

-600

-400

-200

0(B)

100%

80%

90%

70%

60%

50%

40%

30%20%

10%

Frequência (kHz)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

0

10

20

30

40

50

60

70(C)

100%

80%90%

70%

60%

50%40%

30%

20%

10%

Re

sp

os

ta (

mV

)

Frequência (kHz)



46


repetitividade analítica utilizando o modo de injeção floating. Potenciais aplicados nos

reservatórios da amostra e do tampão: 800 e 1000 V respectivamente. Tempo de

preenchimento do canal de injeção: 10 s. Solução contendo K+ (100 µmol/L); Tampão:

Mistura equimolar de MES/His (20 mmol/L cada) pH 6,1; Frequência: 900 kHz;

Amplitude: 20 Vpp.


repetibilidade analítica utilizando o modo de injeção gated. Potenciais aplicados nos

reservatórios da amostra e do tampão: 800 e 1000 V respectivamente. Tempo de

injeção: 1s. Outras condições: ver Figura 14.

0 100 200 300 400 500 600 700

Sin

al C

4D

(m

V)

Tempo (s)

20 mV

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Sin

al

C4D

(m

V)

Tempo (s)

20 mV



47

Devido à variação de condutividade, os picos positivos e negativos

representam, respectivamente, o íon K+ e a água. A representação gráfica da

repetitividade para o tempo de migração do íon K+ e do marcador neutro versus

o número de injeções em ambos os modos de injeção estão apresentados na

Figura 16.

Figura 16. Representação gráfica do tempo de migração do íon K+ e do marcador

neutro versus o número de injeção para os modos (A) floating e (B) gated.

O tempo de migração do íon potássio para os modos gated e floating foi

26 ± 1s (n = 45) e 26 ± 2s (n = 45), respectivamente. Desse modo, a

repetibilidade para ambos os modos foi aceitável, levando-se em consideração

o tempo de migração. A magnitude do FEO foi calculada a partir da Equação 7

(BAKER, D. R., 1995).

𝜇𝑒𝑜 =ℓ × 𝐿

𝑡𝑚 × 𝑉 (𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 7)

0 10 20 30 40 50-60

-30

0

30

60

90

120

150

(A)

Potássio (K+)

Tem

po d

e M

igra

ção

(s)

Injeções Sucessivas

Marcador Neutro (H2O)

0 10 20 30 40 50-60

-30

0

30

60

90

120

150

(B)

Injeções Sucessivas

Marcador Neutro (H2O)

Potássio (K+)



48

Onde:

ℓ = comprimento efetivo;

𝐿 = comprimento total;

𝑡𝑚 = tempo de migração;

𝑉 = potencial de separação;

A magnitude do FEO encontrado foi 2,4×10-4 ± 0,5×10-4 e 2,5×10-4 ±

0,5×10-4 cm2 s-1 V-1 para os modos floating e gated respectivamente.

Possivelmente, essa diferença encontrada pode estar relacionada com a maior

difusão observada para o modo de injeção floating. Avaliando a repetitividade

para a intensidade e área do pico, referente ao íon potássio, observou-se que

em ambos os modos de injeção os desvios foram maiores, quando comparado

aos desvios dos tempos de migração. No modo floating, os valores

encontrados foram 27 ± 6 mV.s e 23 ± 5 mV e no modo gated encontrou-se 62

± 25 mV.s e 33 ± 7 mV para a área e intensidade, respectivamente. Como

esperado, o modo gated apresentou picos com área e intensidade maiores

devido ao maior controle do volume de amostra injetado. Porém, o desvio

padrão para área no modo gated foi muito alto, o que não era esperado devido

ao modo gated permitir um controle maior do volume de amostra injetado.

Não considerando os valores para área versus as injeções consecutivas

no modo gated, o qual apresentou DPR na ordem de 40%, podemos dizer que

ambos os modos de injeção apresentaram boa repetitividade analítica. Vale

ressaltar que as injeções (45 no total) foram realizadas consecutivamente, ou

seja, sem troca ou reposição das soluções dos reservatórios entre as

sequências.



49

4.3 Efeito da Injeção no desempenho do detector: gated vs floating

Uma das principais desvantagens associadas com o sistema C4D se

refere ao o nível de detectabilidade. Na literatura são encontrados, tipicamente,

limites de detecção da ordem de 1 a 10 µmol/L (PUMERA, M. et al., 2002; LEE,

C.-Y. et al., 2006). Sendo assim, foram realizados alguns experimentos de

modo a avaliar o efeito do modo de injeção na resposta analítica para melhorar

os níveis de detectabilidade. Os dados para uma solução de K+ na

concentração 10 µmol/L explorando ambos os modos de injeção estão

apresentados na Figura 17.

Figura 17. Eletroferograma mostrando a detecção de K+ (10 µmol/L). Potenciais

aplicados nos reservatórios da amostra e do tampão: 800 e 1000 V respectivamente.

(A) Modo floating com tempo de preenchimento do canal de injeção igual a 10 s. (B)

Modo gated e com tempo de injeção igual a 5s. Outras condições: ver Figura 14.

Como visto no eletroferograma da Figura 17A, quando se usou o modo

floating para analisar uma solução contendo K+ na concentração10 µmol/L foi

possível observar o pico positivo referente ao íon potássio, o qual apresentou

intensidade na ordem de 2 mV. Usando o modo gated para a mesma solução

0 10 20 30 40 50 60 70-400

-300

-200

-100

0

100

(A)

Sin

al

C4D

(m

V)

Tempo (s)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20-44

-43

-42

-41

-40

-39

-38

-37

-36

0 15 30 45 60 75 90-80

-60

-40

-20

0

20

40

(B)

Sin

al

C4D

(m

V)

Tempo (s)



50

observou-se o pico referente ao íon potássio com intensidade na ordem de 20

mV, o que representa um aumento de sinal de 10 vezes quando comparado

com o modo de injeção floating. Esse aumento é explicado pelo maior volume

de amostra introduzido no canal de separação, ocorrendo assim o efeito de

pré-concentração. Uma vez introduzido no canal, a resposta analítica é

sensivelmente afetada pelo volume do analito que passa pelos eletrodos de

detecção.

Pelos resultados apresentados, observou-se que o volume de amostra

injetado é mais bem controlado utilizando o modo de injeção gated. Sendo

assim, utilizou-se este modo para realizar um estudo sobre o efeito do tempo

de injeção sobre a resposta do detector. Uma solução de K+ preparada na

concentração de 1 µmol/L foi introduzida nos microcanais variando-se o tempo

de 1 a 5 s. A análise de uma solução contendo o íon potássio na concentração

de 1 µmol/L variando o tempo de 1 a 5 s. Os eletroferogramas obtidos estão

representados na Figura 18.



51

Figura 18. (A) Eletroferogramas mostrando a detecção de K+ (1 µmol/L) sob diferentes

tempos de injeção no modo gated. Variação da área (A) e intensidade (B) do pico

referente ao k+. Outras condições: ver Figura 14.

De acordo com os resultados mostrados na Figura 18 fica claro um

aumento linear da resposta analítica quando o tempo de injeção é aumentado.

A intensidade e a área do pico referente ao íon K+ aumentou em torno de

5 vezes quando comparamos a injeção com 1 s e 5 s, mostrando assim a

possibilidade de melhora nos níveis de detectabilidade apenas controlando o

volume de amostra injetado no canal de separação.

4.4 Separação de cátions utilizando o modo de injeção gated

Como visto nos resultados anteriores o modo de injeção gated

proporcionou um maior controle da introdução de amostra, o que acaba se

1 2 3 4 50

5

10

15

20

25

(B)

Áre

a (

mV

.s)

Tempo de Injeção (s)

0 10 20 30 40 50 60 70 80

(A)

5s

4s

3s

2s

Sin

al

C4D

Tempo (s)

10 mVK+

1s

1 2 3 4 50

5

10

15

20

(C)

Inte

ns

ida

de

(m

V)

Tempo de Injeção (s)



52

tornando uma vantagem para a detecção de espécies em baixas

concentrações. Sendo assim realizou-se a injeção de uma amostra contendo

cloreto de potássio, cloreto de sódio e cloreto de lítio na concentração de 50

µmol/L de cada. Os eletroferogramas estão apresentados na Figura 19.

Figura 19. (A) Séries de eletroferogramas mostrando a separação de uma amostra

equimolar dos íons K+, Na+ e Li+ na concentração de 50 µmol/L.(B) Magnificação de

uma única injeção, evidenciando a qualidade da separação obtida. Comprimento

efetivo: 7,0 cm. Potenciais aplicados nos reservatórios da amostra e tampão: 1800 e

2500 V respectivamente. Outras condições: ver Figura 14.

A separação foi realizada usando um microchip com comprimento total de

9 cm. Os valores de resolução para os picos K+ e Na+ e Na+ e Li+ foram 1,5 ±

0,2 e 1,4 ± 0,1 respectivamente. As eficiências de separação foram 6.600 ±

2.000, 12.600 ± 3.000 e 30.500 ± 1.000 pratos/m para os íons K+, Na+ e Li+,

respectivamente. Estimaram-se os limites de detecção pela relação sinal/ruído

(S/R = 3) e os valores encontrados foram 3, 5 e 7 µmol/L para os íons K+, Na+ e

Li+, respectivamente. Levando-se em consideração que o aumento do tempo

de injeção de 1 para 5 s promoveu uma melhora em aproximadamente 5 vezes

0 50 100 150 200 250 300 350 400

(A)

Sin

al C

4D

Tempo (s)

190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290

(B)Li

+Na+

Sin

al C

4D

Tempo (s)

5 mVK

+



53

na resposta do C4D, acredita-se que os LD’s calculados nesse protótipo podem

ser reduzidos na mesma proporção. Além disso, o efeito de pré concentração

dentro do canal (com comprimento efetivo) pode, certamente, contribuir para a

obtenção de valores na faixa de nmol/L. No entanto, essa afirmação ainda

precisa de uma investigação mais aprofundada, o que poderá contribuir para

uma melhora significativa nos níveis de detectabilidade desse detector.

4.5 Aminas Quaternárias

O modo de injeção gated foi utilizado para determinação das AQs, pois

esse apresentou melhores resultados quando comparado com o modo de

injeção floating.

4.5.1 Eletroforese em meio aquoso

4.5.1.1 Simulação no PeakMaster®

Devido à limitação das estruturas contidas na biblioteca do software

PeakMaster, procurou-se utilizar compostos com estruturas similares aos

analitos alvos. A simulação foi importante pois serviu como ferramenta para se

ter um ponto de partida para as próximas etapas. A Figura 20 mostra um

eletroferograma simulado para uma mistura equimolar (100 µmol/L) contendo

seis tensoativos.



54

Figura 20. Simulação mostrando o eletroferograma da separação de seis cátions das

aminas quaternárias. Picos: (1) Tetrametilamônio; (2) Trimetilfenilamônio; (3)

Tetraetilamônio; (4) Hexiltrimetilamônio; (5) Heptiltrimetilamônio e (6)

tetradeciltrimetila. Potencial de Separação e Injeção: 1000 V e 800 V respectivamente.

Comprimento efetivo: 4,0 cm.

Assim como nas simulações, para os testes iniciais e otimizações das

condições, utilizamos um tampão bastante comum para a detecção e

separação de cátions inorgânicos, constituído por uma mistura equimolar de

MES e His na concentração de 20 mmol/L. Inclusive na primeira parte deste

trabalho foi realizada a otimização dos parâmetros de detecção (frequência e

amplitude) para esse tampão (ver Figura 13). Sendo assim, a primeira etapa

das análises dos tensoativos consistiu na otimização dos potenciais de injeção

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

-0,5

-0,4

-0,3

-0,2

-0,1

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

5432

1

6

Sin

al d

o d

ete

cto

r (U

. A

.)

tempo (min)



55

e separação, e como amostra foi utilizada uma solução contendo CTAB na

concentração de 100 µmol/L.

As melhores respostas analíticas foram observadas quando foi aplicado

1,2 kV e 1,4 kV para injeção e separação respectivamente para injeção e

separação.

As AQs possuem caráter orgânico, e como o tampão consistiu de uma

solução preparada em água havia o receio dos compostos precipitarem nos

microcanais, devido à baixa solubilidade em água. A princípio, este efeito não

foi observado, porém ficou claro a formação de cauda nos picos, causados pela

adsorção na parede dos microcanais. Diante desse panorama resolveu-se

continuar os testes com esse tampão.

Testes iniciais foram realizados com o CTAB, que é uma amina

quaternária bastante usada em eletroforese como inversor do FEO. Uma

solução na concentração de 100 µmol/L foi analisada e foi observado picos

com cauda. Analisou-se a mesma solução contendo CTAB na concentração de

100 µmol/L e ao tampão foi adicionado TTAB em diferentes concentrações. A

ideia era descobrir se a adição das aminas quaternárias ao tampão, na ordem

de concentrações analisadas, mudaria o aspecto dos eletroferogramas obtidos

anteriormente. Os resultados estão apresentados na Figura 21 para três

concentrações de TTAB no tampão.



56

Figura 21. Eletroferogramas para uma solução aquosa contendo CTAB na

concentração de 100 µmol/L. Eletrólito: sistema tampão MES/His 20 mmol/L cada,

com a adição de TTAB na concentração (A) de 100 µmol/L (B) de 200 µmol/L e (C)

500 µmol/L. Outras condições: ver Figura 14.

Foi possível observar que os tensoativos, quando presentes no eletrólito,

alteram significativamente a magnitude do FEO. É possível ver a diferença do

pico, referente ao cátion do CTAB, nas diferentes concentrações de TTAB

adicionadas. Quando a concentração de TTAB foi de 100 µmol/L (Figura 21A)

observou um pico referente ao cátion do CTAB, mais estreito. Já quando a

concentração de TTAB no tampão foi de 200 µmol/L (Figura 21B) é possível

notar uma alteração no perfil dos picos referentes ao cátion do CTAB e vale

ressaltar também a diminuição de intensidade dos mesmos. E finalmente

quando a concentração de TTAB foi de 500 µmol/L (Figura 21C) observou um

aumento na cauda dos picos referente ao cátion do CTAB, também foi

observada a inversão dos picos, ou seja, nessa condição o tampão passou a

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

(A)

(B)

(C)

Sin

al C

4D

(mV

)

Tempo (s)



57

apresentar condutividade maior do que a condutividade da amostra contendo o

analito o que provocou o efeito de eletrodispersão.

O próximo passo consistiu na tentativa de separação dos dois analitos,

CTAB e TTAB, utilizando o mesmo tampão dos testes anteriores. Uma mistura

contendo os dois analitos na concentração de 100 µmol/L cada foi utilizada. Os

resultados podem ser visualizados na Figura 22.

Figura 22. Eletroferograma mostrando a separação de CTAB e TTAB na concentração

100 µmol/L. Outras condições: ver Figura 14.

Como pode ser visto na Figura 22, foi alcançada uma boa separação

entre os cátions do CTAB e do TTAB. Diante desses resultados foi avaliado

ordem de migração de cinco aminas quaternárias, fazendo injeções de

soluções contendo cada uma separadamente. Logo após foi realizado a injeção

0 50 100 150 200-3

0

3

6

9

12

15

18

21

24

Sin

al C

4D

(m

V)

Tempo de Migração (s)

90 95 100 105 110

0

2

4

6

CTAB

TTAB



58

de uma mistura contendo as cinco aminas quaternárias. Os eletroferogramas

estão representados na Figura 23.

Figura 23. Eletroferograma para cada amina quaternária na concentração de 100

µmol/L e para uma mistura equimolar da cinco na concentração de 100 µmol/L. Outras

condições: ver Figura 14.

Como visto na Figura 23, foram obtidos bons resultados para cada amina

separadamente, porém não foi possível identificar a ordem de migração, devido

às semelhanças o tempo de migração. Quando foi injetada a mistura contendo

as cinco aminas quaternárias, não se observou a presença de picos, sendo

detectado apenas uma pequena variação no sinal elétrico com perfil similar a

uma zona de amostra alargada. O microchip foi retirado da plataforma

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Mistura

TTAB

TOMB

ETAB

DTAB

CTAB

S

ina

l C

4D

(m

V)

Tempo (s)

3 mV



59

microfluídica e, a partir de micrografias ópticas dos microcanais, foi possível

observar que aos canais estavam obstruídos. Na Figura 24 é possível observar

os canais e a intersecção obstruídos.

Figura 24. Micrografia óptica mostrando a (A) intersecção e o (B) canal de injeção

obstruídos devido a precipitação das aminas quaternárias.

Várias tentativas de limpeza dos microcanais foram realizadas, porém

não foi possível recuperar o microchip. Esse fato tornou inviável a continuação

dos experimentos utilizando meio aquoso nos microchips de vidro.

4.5.1.2 Separação de tensoativos utilizando chips fabricados em outros

substratos

Utilizou-se um equipamento OpenSource para detecção e separação dos

tensoativos em um microchip fabricado de PMMA (FRANCISCO, K. J. M. et al.,

2009; DUARTE, G. F. et al., 2015). Este substrato foi utilizado por não

apresentar tanta interação com os analitos, como no vidro. Foi analisada uma

mistura equimolar na concentração de 500 µmol/L, dos seguintes compostos:

(A) (B)



60

CTAB, TTAB, DTAC, ETAB e TOMB. Os eletroferogramas obtidos estão

representados na Figura 25.

Figura 25. Separação de cinco aminas quaternárias utilizando chip de PMMA. Os

picos 1, 2, 3, 4 e 5 são referentes aos cátions das aminas quaternárias CTAB, TTAB,

DTAC, ETAB e TOMB. Tampão: MES/His 20 mmol/L, pH 6,1; Potencial de separação

e injeção: 1200 V e 1000 V respectivamente; Frequência: 570 kHz; Amplitude: 2,4 Vpp.

Comprimento efetivo: 4 cm.

Na análise feita no chip de PMMA foi possível observar cinco picos

referente às cinco AQs. No entanto, a separação entre os compostos 1 e 2,

assim como o 3 e 4 não apresentaram boa resolução.

0 25 50 75 100 125 150 175 200

3713000

3714000

3715000

3716000

3717000

3718000

4

5

2

3

Sin

al C

4D

(U

.A.)

Tempo (s)

1



61

4.6 Eletroforese em meio não aquoso

No presente estudo, o eletrólito escolhido foi uma mistura de MeOH/ACN

na proporção 90:10 (v/v). Não foram observados picos para os compostos

utilizando esse eletrólito, isso devido à falta de cargas suficientes para

promover o transporte eletrocinético das espécies. Portanto, foi necessário

adicionar algum sal que fosse solúvel nesta mistura de solventes orgânicos,

para assim termos cargas suficientes para geração do FEO.

O primeiro eletrólito testado foi uma mistura de ácido benzoico e benzoato

de sódio na concentração de 10 mmol/L cada, os quais foram dissolvidos na

mistura MeOH/ACN 90:10 (v/v). Como a eletroforese não aquosa até então era

novidade para nosso grupo, utilizamos as mesmas condições de detecção

anteriores. A ideia era descobrir qual eletrólito daria a melhor resposta e após

isso realizar a otimização de todos os parâmetros.

A primeira etapa consistiu na injeção de cada analito separadamente, no

sentido de determinar a ordem de migração das espécies. Também foi injetada

uma mistura dos cinco compostos, e os eletroferogramas estão apresentados

na Figura 26.



62

Figura 26. (A) Eletroferogramas mostrando a injeção das aminas quaternárias

separadamente na concentração de 1 mmol/L cada, além de uma mistura equimolar (1

mmol/L) contendo os cinco analitos. (B) Representação dos eletroferogramas para a

mistura variando os potenciais de injeção e separação. Eletrólito: ácido

benzoico/benzoato de sódio 10 mmol/L em MeOH/ACN 90:10 (v/v). Outras condições:

ver Figura 14.

Uma diferença que pode ser notada em relação a eletroforese aquosa é a

detectabilidade, sendo necessário um aumento de 10 vezes na concentração

para que fosse possível a obtenção de respostas similares com aquelas

alcançadas na eletroforese aquosa. O pico para o cátion do composto ETAB

não foi observado nem em concentrações superiores. A separação não

apresentou resolução suficiente para observar os quatro picos, mas vale

ressaltar que as análises foram realizadas utilizando o microchip com

comprimento efetivo de 3,3 cm. Esse problema foi contornado utilizando o

microchip com comprimento efetivo de 7,3 cm. Antes da troca do microchip,

realizaram-se análises variando os potenciais de injeção e de separação

(Figura 26B).

0 10 20 30 40 50 60 70

(B)

CTABTTAB

DTAC

TOMB

1V/1,5V

0,5V/0,5V

0,8V/1V

Sin

al C

4D

Tempo (s)

5 mV

0 20 40 60 80 100 120

(A)

Mistura (5 compostos)

TTAB

TOMB

ETAB

DTAC

CTAB

Sin

al C

4D

Tempo (s)

5 mV



63

Foi possível observar uma melhor resolução quando foram utilizados

potenciais menores, sendo possível visualizar quatro picos. Mas apesar do

ganho de resolução, foi notada uma diminuição na intensidade dos sinais. As

análises com o microchip de comprimento efetivo igual a 7 cm foram realizadas

seguindo a mesma sequência anterior, com a injeção das AQ’s separadamente

e depois a injeção da mistura equimolar composta pelas cinco AQs. Os

eletroferogramas estão representados na Figura 27.

Figura 27. (A) Eletroferogramas para os íons de quaternário de amônio injetados

separadamente (1 mmol/L) e para uma mistura equimolar dos cinco (1 mmol/L). (B)

Aumento da região da separação. Eletrólito: ácido benzoico/benzoato de sódio 10

mmol/L em MeOH/ACN 90:10 (v/v). Comprimento efetivo: 7,3 cm. Potenciais aplicados

nos reservatórios da amostra e do tampão: 1800 e 2300 V respectivamente. Outras


Os picos foram observados como anteriormente, mas a linha de base não

ficou tão estável como nas análises utilizando o microchip de comprimento

efetivo menor. Na Figura 27B está apresentada uma magnificação da região

entre 40 e 100 s, na qual é possível observar uma significativa melhora na

0 20 40 60 80 100 120 14090

100

110

120(B)

S

ina

l C

4D

(m

V)

Tempo (s)

40 60 80 100

108

109

110

111

112

CTAB

TTAB

DTAC

ETAB

TOMB

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

(A)

Mistura (5 componentes)

TOMB

CTAB

DTAC

ETAB

TTAB

Sin

al C

4D

Tempo (s)

5 mV



64

resolução, porém as intensidades foram menores quando comparadas com as

injeções individuais.

Para fins comparativos, foi utilizado um sistema eletroforético híbrido

“Homemade” para análise das misturas das cinco AQs. O sistema é composto

de capilares de sílica fundida interligados com reservatórios através de uma

interface microfabricada.1 A vantagem deste sistema é a possibilidade de

aumento do comprimento efetivo, o que em teoria aumentaria a resolução dos

picos. O comprimento efetivo utilizado foi de 13 cm e os eletroferogramas estão

apresentados na Figura 28 para duas concentrações diferentes.

Figura 28. Eletroferogramas obtido com um sistema misto de eletroforese, para

amostras contendo as cincos AQs em duas concentrações. Comprimento efetivo: 13

cm. Eletrólito: ácido benzoico/benzoato de sódio 10 mmol/L em MeOH/ACN 90:10

(v/v). Outras condições: ver Figura 25.

1 Sistema em desenvolvimento pelo mestrando Eulício Lobo de Oliveira Júnior

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

4,0

4,2

4,4

4,6

4,8

43

2

1 mmol/L

0,5 mmol/L

Sin

al C

4D

(V

)

Tempo (s)

1



65

Intensidades menores foram obtidas, quando comparadas com as

análises no sistema de eletroforese comercial. Também não foi observado um

aumento da resolução, apesar do comprimento efetivo maior. Ou seja, mesmo

com um comprimento efetivo duas vez maior não foi observada uma boa

separação, deixando clara a necessidade do estudo de um eletrólito com

composição diferente.

Para o segundo tampão, contendo acetato de amônio 10 mmol/L, não

foram realizadas injeções individuais, pois já se conhecia a ordem de migração

dos analitos em questão. Sendo assim, misturas dos compostos foram

analisadas utilizando microchips com comprimento efetivo de 3,3 e 7,0 cm. Os

eletroferogramas estão representados na Figura 29.

Figura 29. Eletroferogramas para solução contendo os cinco tensoativos utilizando os

microchips com comprimento efetivo (A) 3,3 cm e (B) 7,0 cm. Eletrólito: acetato de

amônio 10 mmol/L em metanol/acetonitrila 90:10 (v/v). Outras condições: ver

Figura 14.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

(b)

432

1

2

3 4

Sig

na

l C

4D

Tempo (s)

1 mV

1(a)



66

Observou-se que com o segundo tampão, as intensidades aumentaram e

que até com o microchip de comprimento efetivo igual 3,3 cm, ocorreu a

separação, mas com o microchip de comprimento efetivo igual a 7,0 cm a

resolução com maiores valores. Como visto nos resultados apresentados até

aqui, o segundo tampão (acetato de amônio 10 mmol/L) se mostrou mais

adequado. Sendo assim, foram realizadas injeções de soluções com

concentrações diferentes para construção de uma curva de calibração.

Para estabelecer a faixa de concentração da curva analítica, nos foi

fornecida uma estimativa da concentração dos analitos nas amostras alvo

desta metodologia. A concentração informada foi em torno de 5 ppm e a faixa

determinada para as curvas foi 0,5 a 2,5 mmol/L. Os resultados iniciais não

apresentaram nenhuma correlação linear. Possivelmente devido a utilização do

microchip com comprimento efetivo de 7,0 cm, o que resultou em alguns

eletroferogramas com muita instabilidade na linha e base.

Na tentativa de obter as curvas de calibração, foram injetadas soluções

de concentrações diferentes para os analitos separadamente. Os

eletroferogramas para as curvas de calibração estão representadas na

Figura 30.



67

Figura 30. Eletroferogramas para as curvas de calibração de quatro AQs. (A) TOMB,

(B) CTAB (C) TTAB e (D) DTAC. Eletrólito: acetato de amônio 10 mmol/L em

MeOH/ACN 90:10 (v/v). Outras condições: ver Figura 14.

Não foram observados picos para nenhuma concentração do composto

ETAB. As curvas de calibração para as demais AQ’s estão representadas na

Figura 31, e foram construídas considerando os valores de área do pico.

0 10 20 30 40 50 60 70 80

(A)

Sin

al C

4D

2 mV

0.5 mmol/L

1 mmol/L

1.5 mmol/L

2 mmol/L

2.5 mmol/L

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

(C)

Sig

na

l C

4D

Tempo (s)

0,5 mmol/L

1 mmol/L

1,5 mmol/L

2 mmol/L

2,5 mmol/L

2 mV

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

(B)

2 mV

1 mmol/L

0,5 mmol/L

1,5 mmol/L

2 mmol/L

2,5 mmol/L

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

(D)

Tempo (s)

2 mV

0,5 mmol/L

1 mmol/L

1,5 mmol/L

2 mmol/L

2,5 mmol/L



68

Figura 31. Curvas de calibração construídas a partir do valor da área do pico. (A)

TOMB, (B) CTAB (C) TTAB e (D) DTAC.

Como pode ser observado na Figura 30, as curvas analíticas apresentarm

coeficientes de correlação lineares adequadas para as AQs TOB, CTAB e

DTAC, entretanto, a curva analítica para o TTAB apresentou coeficiente de

correlação linear abaixo de 0,97.

A utilização do segundo eletrólito apresentou resultados satisfatórios

quando se analisou as AQs separadamente. Porém, não foi possível construir

uma curva analítica para as quatros AQs na mesma análise, pois foram

encontradas coeficientes de correlação lineares abaixo de 0,8 quando

concentrações diferentes da mistura, contendo as quatro AQs, foram injetadas.

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

0

2

4

6

8

R2 = 0,978

y = 0,177 + 3,081*x

(B)

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

y = 0,177 + 3,081*x

R2 = 0,985

(A)

Áre

a (

mV

.s)

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

0

1

2

3

4

5 (C)

Áre

a (

mV

.s)

Concentração (mmol/L)

y = -0,365 + 2,159*x

R2 = 0,967

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

(D)


y = 0,03 + 1,045*x

R2 = 0,995



69

Um terceiro eletrólito foi selecionado de acordo com o trabalho de

Buglione et al., publicado em 2013, onde os autores reportaram separações

com alta eficiência e resolução de oito AQs utilizando NACE-C4D. O eletrólito

constituído de NaDCHA 10 mM em metanol/acetonitrila 90:10 (v/v) foi então

avaliado. A utilização deste eletrólito coincidiu com a compra de outras AQs .

Desta maneira, primeiramente realizou-se uma separação de cinco AQs, o

eletroferograma está apresentado na Figura 32.

Figura 32. Eletroferograma mostrando a separação de cinco aminas quaternárias (1)

TEAOH, (2) HTAB, (3) TBAP, (4) TTAB e (5) TODAB com concentração igual à 1

mmol/L cada. Eletrólito: NaDCHA 10 mmol/L em MeOH 90:10 (v/v). Outras condições:

ver Figura 14.

Como pode ser observado na Figura 32, o eletrólito composto de

NaDCHA em MEOH/ACN 90:10 (v/V) proporcionou uma separação com

excelente eficiência e resolução, além de uma linha de base bem estável com

maior estabilidade. Diante disto, foram adicionadas mais três aminas

0 50 100 150 200-10

-8

-6

-4

-2

0

Sin

al C

4D

(m

V)

Tempo (s)

1

2

34

5



70

quaternárias no processo de separação. Na Figura 33 temos a apresentação

dos eletroferogramas obtidos com a aplicação de diferentes potenciais de

separação e injeção.

Figura 33. Eletroferograma mostrando a separação de oito aminas quaternárias (1)

TEAOH, (2) HTAB, (3) TBAP, (4) DTAC, (5) TTAB, (6) CTAB, (7) TODAB, (8) TOAB

com concentração igual à 1 mmol/L cada. (A) 2,2 e 2,5 kV (B) 2,7,0 e 3,0 kV aplicados

nos reservatórios da amoastra e do tampão respectivamente. Outras condições: ver

Figura 14.

Como observado na Figura 33, desempenhos diferentes foram obtidos

quando potenciais diferentes foram utilizados. Desta maneira decidiu-se

otimizar os potenciais, no sentido de encontrar as condições que fornecem as

melhores separações em um menor intervalo de tempo. Antes da otimização

dos potenciais, foi realizada a otimização dos parâmetros de detecção para

esse eletrólito. O procedimento adotado foi semelhante ao descrito na secção

3.3. A única diferença foi a realização da varredura com a opção de headstage

gain no modo on, o que altera a janela de amplitude para 20-100 Vpp. A melhor

resposta do C4D foi obtida na frequência de 700 kHz e amplitude de 70 Vpp.

(B)

0 50 100 150 200 250

-15

-12

-9

-6

S

ina

l C

4D

(m

V)

Tempo (s)

1

2

345 6

8

7

(A)



71

Para a otimização dos potenciais, foram escolhidas as seis aminas

quaternárias que apresentaram separações com a melhor resolução. Na

figura 34 temos a apresentação de uma série de eletroferogramas mostrando a

separação das seis AQs em diferentes potenciais de separação e injeção.

Figura 34. (A) Eletroferogramas mostrando a otimização dos potenciais de separação

e injeção. Analitos: (1) TEAOH, (2) HTAB, (3) TBAP, (4) TTAB, (5) TODAB e (6)

TOAB. Eletrólito: NaDCHA 10 mmol/L em MeOH 90:10 (v/v). Tempo de injeção: 1 s.

Comprimento efetivo = 7 cm. Condições de detecção: 700 kHz, 70 Vpp. Potenciais de

40 50 60 70 80 90 100-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4(B)

TTAB

TODAB

TOAB

TBAP

HTAB

Sin

al C

4D

(m

V)

Tempo (s)

TEAOH

0 50 100 150 200 250

(A)

Sin

al C

4D

viii

vii

vi

v

iv

iii

i

ii

Tempo (s)

5 mV



72

Injeção e Separação: ver Tabela 2. (B) Eletroferograma obtido com a aplicação de 3,0

e 2,7 kV para a separação e injeção respectivamente.

Os potenciais aplicados em cada injeção da otimização estão

apresentados na Tabela 2.

Tabela 2. Potenciais de injeção e separação utilizados na otimização.

Condição Potenciais aplicados (kV)

Injeção Separação

i 0,8 1,1

ii 0,9 1,2

iii 1,2 1,5

iv 1,5 1,8

v 1,8 2,1

vi 2,1 2,4

vii 2,4 2,7

viii 2,7 3,0

A representação gráfica da variação dos tempos de migração (Figura

35A) e da intensidade dos picos (Figura 35B) em função dos potenciais

aplicados está apresentada na Figura 35.



73

Figura 35. Representação gráfica da variação do (A) tempo de migração e da (B)

intensidade em função dos potenciais aplicados.

Como previsto, o aumento do potencial provocou a redução do tempo de

migração de todos os analitos (Figura 35A), proporcionando assim a redução

no tempo de análise e o aumento da frequência anlítica. O aumento dos

potenciais também provovou o aumento na intensidade dos picos referente a

todas a AQs (Figura 35B). Desta maneira, a melhor resposta foi obtida

aplicando-se +2,7 e +3,0 kV nos reservatórios da amostra e do eletrólito,

respectivamente. Como visto, o aumento do potencial diminui o tempo de

migração das espécies, e essa redução implica na redução da resolução da

separação. Deste modo, um gráfico das resoluções em função do potencial de

separação foi construído e está apresentado na Figura 36.

0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0 3,3

50

100

150

200

250

300

Tem

po

de M

igra

ção

(s)

Potencial de Separação (kV)

TEAOH

HTAB

TBAP

TTAB

TODAB

TOAB

0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0 3,30

1

2

3

4

Inte

ns

ida

de

(m

V)

Potencial de Separação (kV)

(A) (B)



74

Figura 36. Variação das resoluções em função do potencial de separação.

Como esperado, foi observado uma redução na resolução quando

potenciais maiores foram utilizados. Entretanto, mesmo aplicando o potencial

máximo (+3,0 kV), o qual forneceu os melhores resultados, os valores de

resolução ficaram acima de 1. Ou seja, a perda de resolução não se torna um

problema para se utilizar potenciais maiores.

Após a otimização dos potenciais, soluções com concentrações diferentes

das seis aminas quaternárias (em uma faixa de concentração de 0,1 a 1,5

mmol/L), foram analisadas para construção de uma curva analítica. Os

eletroferogramas podem ser visualizados na Figura 37A.

0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0 3,30

1

2

3

4

5

Re

so

luç

ão

Potencial de Separação

TEAOH-HTAB

HTAB-TBAP

TBAP-TTAB

TTAB-TODAB

TODAB-TOAB



75

Figura 37. Eletroferograma para diferentes concentrações das seis aminas

quaternárias. (B) Eletroferogramas para amostras sintéticas preparadas utilizando os

padrões. Analitos: ver Figura 34. Eletrólito: NaDCHA 10 mmol/L em MeOH 90:10

(v/v). pH: 8,58 . Tempo de injeção: 1 s. Comprimento efetivo = 7 cm. Potenciais

aplicados nos reservatórios da amostra e do tampão: 2700 e 3000 V respectivamente.

Condições de detecção: 700 kHz, 70 Vpp.

As curvas de calibração para cada AQ estão apresentadas na Figura 38,

e foram construídas levando-se em consideração a área do pico. Foram

observadas linearidade para todas as AQs na faixa de concentração estudada,

com coeficientes de correlação lineares variando de 0,980 a 0,996. Entretanto,

0 50 100 150 200 250

(A)

Sin

al C

4D

Tempo (s)

2 mV

0,10 mol/L

0,25 mol/L

0,50 mol/L

0,75 mol/L

1,00 mol/L

1,25 mol/L

1,50 mol/L

1 2

3 4 5 6

0 50 100 150 200 250

(B)

Sin

al C

4D

Tempo (s)

Amostra 1

Amostra 2

Amostra 3

1

3

61

35

61 2

3 45

6

2 mV



76

para a construção das curvas de cinco AQs foi necessária à exclusão do um

ponto, apenas para o composto TEAOH foi possível a construção da curva com

as seis concentrações utilizadas.

Figura 38. Curvas de calibração para as aminas quaternárias construídas através dos

valores de área dos picos. (A) TEAOH, (B) HTAB, (C) TBAP, (D) TTAB, (E) TODAB e

(F) TOAB.

Para avaliação das curvas construídas, foram analisadas três amostras

sintéticas contendo concentrações diferentes das aminas quaternárias (ver

composição de cada amostra na Tabela 1). O eletroferograma referente a

essas amostras estão representados na Figura 37B. As concentrações

encontradas a partir das curvas analíticas obtidas foram similares aos valores

adicionados. Porém, para alguns analitos, observou-se uma discrepância entre

as concentrações, de acordo com a Tabela 3.

0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,750

1

2

3

4

5

6

R2 = 0,980

(A)

Áre

a (

mV

.s)

0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,750

1

2

3

4

5

R2 = 0,989

(B)

Equation

Weight

Residual Sum

of Squares

Pearson's r

Adj. R-Square

Área

0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,750

1

2

3

R2 = 0,994

(C)

0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,750

1

2

3

4

R2 = 0,983

(D)

Áre

a (

mV

.s)


0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,750

1

2

3

4

5

6

7

R2 = 0,988

(E)


0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,750

4

8

12

16

R2 = 0,996

(F)




77

Tabela 3. Correlação entre os valores das concentrações adicionadas e encontradas em uma amostra sintética.

Composto Valores Adicionados

(mmol/L)

Valores Encontrados

(mmol/L)

Amostra 1

Hidróxido Tetra etil amonio 1 2,2 ± 0,3

Perclorato de tetra butil amônio 0,5 0,8 ± 0,1

Brometo de tetra octil amônio 0,8 1,5 ± 0,1

Amostra 2

Hidróxido Tetra etil amonio 0,9 0,4 ± 0,1


Brometo de trimetil octadecil amônio 1,3 2,3 ± 0,2

Brometo de tetra octil amônio 1 1,2 ± 0,7

Amostra 3

Hidróxido Tetra etil amonio 0,7 0,9 ± 0,1

Brometo de hexil trimetil amônio 1,0 1,1 ± 0,1


Brometo de tetra decil trimetilamônio 0,8 1,1 ± 0,3

Brometo de trimetil octadecil amônio 1,3 1,7 ± 0,1

Brometo de tetra octil amônio 0,7 0,8 ± 0,1



78

A discrepância entre as concentrações citada acima e os altos desvios

observados, foram atribuídos à evaporação do eletrólito, composto por

solventes orgânicos. O problema da evaporação pode ter sido acentuado pelo

pequeno volume de eletrólito adicionado em cada reservatório. Para fim de

confirmação foram realizadas nove injeções consecutivas de uma mistura

contendo as seis aminas quaternárias, adicionando 50 µL de solução nos

reservatórios. Os eletroferogramas resultantes estão representados na

Figura 39.

Figura 39. Sequência contendo 9 injeções consecutivas mostrando a separação de

seis aminas quaternárias com a adição de 50 µL nos reservatórios. Analitos: ver Figura

34. Outras condições: ver Figura 37.



79

De acordo com o eletroferograma apresentado na Figura 39, foi possível

observar uma diminuição acentuada na intensidade dos picos de todos os

analitos. Os valores de RSD calculados ficaram entre 26 - 65% e 25 - 60% para

intensidade e área respectivamente. Esse efeito representa um grande

problema para a repetitividade das análises, além disso, a quantificação dos

analitos pode ser seriamente comprometida. A diminuição da resposta analítica

no decorrer das injeções, está representada graficamente na Figura 39, onde

os valores de área (Figura 40A) e intensidade (Figura 40B) dos picos foram

plotados em função das injeções consecutivas.


consecutivas quando foi adicionado 50 µL de solução nos reservatórios.

Uma maneira avaliada para contornar o problema de repetitividade foi a

adição de 100 µL de solução nos reservatórios, e essa estratégia se mostrou

bastante eficaz como pode ser observado na Figura 41, a qual mostra a

mesma sequência de nove injeções consecutivas.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

2

4

6

8

10

12(A)

TEAOH

HTAB

TBAP

TTAB

TODAB

TOAB

Áre

a (

mV

.s)

Injeções Consecutivas

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

1

2

3

4

5(B)

Inte

nsid

ad

e (

mV

)




80

Figura 41. Sequência contendo 9 injeções consecutivas mostrando a separação de

seis aminas quaternárias com a adição de 100 µL de solução nos reservatórios.

Analitos: ver Figura 34. Outras condições: ver Figura 37.

A partir do eletroferograma apresentado na Figura 41, pode-se observar

um grande aumento na repetitividade das nove injeções consecutivas, porém

ainda foi notada uma pequena diminuição na área e na intensidade, como

mostra a representação gráfica da Figura 42. Os valores de RSD calculados

ficaram entre 6 - 12% e 4 - 13% para intensidade e área respectivamente.



81


consecutivas quando se adicionou 100 µL de solução nos reservatórios.

Desta maneira, na continuidade do desenvolvimento do trabalho, todas as

análises foram realizadas com a adição de 100 µL de solução nos

reservatórios.

4.6.1 Otimização do Eletrólito de Corrida

As análises até o momento foram realizadas utilizando um eletrólito que

consistiu de NaDCHA dissolvido em uma mistura de MeOH/ACN 90:10 (v/v).

No sentido de estudar a influência do solvente, avaliou-se também a utilização

de DMF e DMSO no eletrólito. Para este estudo, foi preparada uma mistura

contendo seis aminas quaternárias, em metanol. Os eletroferogramas

resultantes estão representados na Figura 43.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

5

10

15

20

25

(A) TEAOH

HTAB

TBAP

TTAB

TODAB

TOAB

Áre

a (

mV

.s)

Injeções Consecutivas 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

1

2

3

4

5

6

(B)

Inte

ns

ida

de

(m

V)




82

Figura 43. Eletroferogramas mostrando injeções da mistura com seis aminas

quaternárias preparadas em diferentes solventes. Analitos: ver Figura 34. Outras


A partir dos resultados apresentados na Figura 43 é possível observar

que a utilização da mistura MeOH/ACN 90:10 (v/v) no eletrólito apresentou os

melhores resultados em termos de resolução, eficiência e intensidade do sinal.

Quando foi utilizado DMF, observou-se a presença de apenas quatro picos, e

sem resolução e eficiência adequada para uma completa separação. Já

quando foi utilizado o DMSO, foram observados apenas dois picos. Além disso,

quando foi utilizado DMSO e DMF como solventes, ocorreu o ressecamento

dos anéis de borrachas localizados na tampa da plataforma, os quais garantem

a vedação entre os reservatórios do microchip e a plataforma.

Também foram realizados testes variando a porcentagem de acetonitrila

na composição do eletrólito, proporção essa que até então estava fixado em

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225

54

6

3

1

DMSO

DMF

Sin

al

C4D

Tempo (s)

5 mV

MeOH/ACN

2



83

10%. Uma mistura equimolar (500 µmol/L) contendo nove aminas quaternárias

foi injetada e eletrólitos com 0, 10, 25, 50 e 75% de acetonitrila foram

avaliados. A Figura 44 apresenta os eletroferogramas obtidos neste estudo.

Figura 44. Eletroferogramas mostrando a separação de nove AQS com eletrólitos

contendodiferentes porcentagens de acetonitrila. (A) 0 %, (B) 10%, (C) 25%, (D) 50%

e (E) 75%. (1) TEAOH, (2) HTAB, (3) TOMB, (4) DTAC; (5) TTAB, (6) CTAB, (7)

TODAB, (8) TOAB, (9) TDAC 500 µmol/L cada. Outras condições: ver Figura 37.

Analisando os eletroferogramas da Figura 44, é possível observar que o

eletrólito composto por 25 % de acetonitrila apresentou os sinais mais intensos

para todos os analitos. Porém, os picos referentes aos analitos 4, 5, 6 e 7 não

apresentaram separação na linha de base, o que pode afetar diretamente em

uma posterior quantificação desses analitos. O aumento da porcentagem de

acetonitrila contribuiu para a diminuição do tempo de análise, entretanto a partir

0 20 40 60 80 100 120 140

(E)

(D)

(C)

(B) 987654

32

Sin

al

C4D

Tempo (s)

5 mV

1

(A)



84

de 50% foram observados apenas oito pico e não nove. A explicação para

essas diferenças está na viscosidade do eletrólito, que aumenta com adição de

uma maior quantidade de acetonitrila e consequentemente diminui a

mobilidade do fluxo eletrosmótico. Desta maneira o eletrólito constituído por

10% de acetonitrila foi escolhido para a continuidade do trabalho.

Além da avaliação dos diferentes solventes orgânicos, a adição de

diferentes sais no eletrólito foi avaliada, uma vez que a adição destes

compostos altera diversas propriedades do eletrólito como pH e viscosidade.

Nove composições diferentes foram avaliadas, e antes da realização do

processo eletrofético, mediu-se a condutividade e o pH de todos os eletrólitos.

As medidas de condutividade e pH para cada eletrólito estão listadas na

Tabela 4.

Tabela 4. Medidas de Condutividade e pH dos diferentes eletrólitos utilizados no estudo comparativo.

Constituintes do

Eletrólito

Concentração

(mmol/L) pH

Condutivida

de (µS/cm)

NaLa 10 7,32 793

NaMOPS 10 6,45 429

ActNH4 10 7,75 692

NaDCHA 10 8,58 613

NaCAPSO 10 10,21 735

DHBA/TEA 10/5 2,03 514

NaCH 10 8,46 593

NaMES 10 7,64 750

DCHA-TEA 10/5 7,03 415



85

Novamente uma mistura contendo nove aminas quaternárias foi utilizada

como amostra nesse estudo. Os eletroferogramas obtidos para as

composições do eletrólito avaliadas estão apresentados na Figura 45.

Figura 45. Eletroferograma mostrando a separação de nove aminas quaternárias em

oito diferentes eletrólitos. Analitos: ver Figura 44. Outras condições: ver Figura 37.

Analisando comparativamente o eletroferograma com as injeções

utilizando os diferentes eletrólitos, é possível observar que a maioria dos

compostos adicionados no eletrólito apresentou sinais referentes aos nove

analitos. Devido à similaridade dos resultados apresentados para eletrólitos

estudados, foi realizada uma comparação da intensidade dos sinais para cada

analito, e a representação gráfica pode ser visualizada na Figura 46.

0 25 50 75 100 125 150 175 200

DCHA-TEA

NaCH

NaMOPS

NaMES

NaCAPSO

NaLa

ActNH4

987654

32

Sin

al

C4D

Tempo (s)

5 mV1

NaDCHA



86

Figura 46. Comparação da intensidade dos picos (em módulo) nos diferentes eletrólitos.

Na Figura 46 é possível observar que os eletrólitos contendo o sal NaCH

e NaDCHA apresentaram sinais com intensidades bem semelhantes, o que

pode ser justificado por esses compostos apresentarem estruturas

semelhantes.

A resolução e eficiência de separação também foram comparadas para

cada eletrólito, a representação gráfica está apresentada na Figura 47.

NaDCHA

ActNH4

NaLa

NaCAPSO

NaMES

NaMOPSNaCH

DCHA-TEA

0

2

4

6

8

10

12

Sin

al C

4D

(m

V)

TEAOH

TOMB

HTAB

DTAC

TTAB

CTAB

TODAB

TOAB

TDAB



87

Figura 47. Comparação das resoluções (A) e das eficiências de separação (B) nos

diferentes eletrólitos avaliados.

Os valores de resolução de uma forma geral foram satisfatórios para

todos os eletrólitos estudados. Os valores de eficiência foram mais

discrepantes, por exemplo, para o eletrólito contendo DCHA os valores de

eficiências foram bem abaixo quando comparados com os outros eletrólitos.

Entretanto, os valores de eficiências na ordem de 1 × 105 pratos/m são

excelentes para eletroforese em microchips.

Os resultados anteriores permitiram definir a utilização do eletrólito com

o NaDCHA para a continuidade do trabalho. Entretanto os resultados

NaD

CHA

Act

NH4

NaL

a

NaC

APSO

NaM

ES

NaM

OPS

NaC

H

DCHA-T

EA

0

1

2

3

4

5

Re

so

luç

ão

TEAOH-TOMB

TOMB-HTAB

HTAB-DTAC

DTAC-TTAB

TTAB-CTAB

CTAB-TODAB

TODAB-TOAB

TOAB-TDAB

(A)

NaD

CHA

Act

NH4

NaL

a

NaC

APSO

NaM

ES

NaM

OPS

NaC

H

DCHA-T

EA

0

1

2

3

4

5 (B)

N (

x10

5 p

rato

s/m

)

TEAOH

TOMB

HTAB

DTAC

TTAB

CTAB

TODAB

TOAB

TDAB



88

anteriores abriram inúmeras possibilidades, uma vez que a maioria dos

eletrólitos estudados proporcionaram excelentes resultados.

4.6.2 Adaptação da plataforma original

Após algumas análises foram observadas separações com pouca

repetitividade, e resultados bem discrepantes em relação à concentração

analisada. No sentido de investigar esses desvios, foi realizado um estudo

onde misturas das nove aminas quaternárias em concentrações diferentes

foram analisadas. Os resultados obtidos podem ser visualizados no

eletroferograma representado na Figura 48.


concentrações. Analitos: ver Figura 44. Outras condições: ver Figura 37.

Analisando os resultados apresentados na Figura 48, é visível uma

variação do tempo de migração das AQs, além de soluções com concentrações

diferentes apresentarem picos com intensidades semelhantes, como por

exemplos nas concentrações 0,5 mmol/L e 1 mmol/L. No sentido de investigar

se o fator responsável por esses desvios era o condicionamento pouco

0 20 40 60 80 100 120 140 160

3

4 5 6 78 9

1 2

1,00 mmol/L

0,75 mmol/L

0,25 mmol/L

Sin

al C

4D


3 mV

0,50 mmol/L



89

eficiente com hidróxido de sódio, dobrou-se o tempo de condicionamento com

NaOH 100 mmol/L antes das análises e repetiu-se as injeções das diferentes

concentrações da mistura das aminas. O eletroferograma obtido está

apresentado na Figura 49.


concentrações após a aumento do tempo de condicionamento com NaOH. Analitos:

ver Figura 44. Outras condições: ver Figura 37.

O aumento de intensidade dos picos obedeceu melhor o aumento de

concentração quando comparados coms os eletroferogramas da Figura 48.

Porém, os tempos de migração dos analitos continuaram a apresentar

variação, principalmente para as aminas de cadeias carbônicas maiores.

Com uma averiguação mais cuidadosa na plataforma microfluídica, foi

possível encontrar a causa desse problema. A conexão dos cabos com a

plataforma é feita por uma cola, a qual não resiste aos solventes orgânicos

utilizados nas análises das aminas quaternárias, então com o passar do tempo

a constante evaporação do eletrólito durante as análises danificou as conexões

0 25 50 75 100 125

3

4 5 6 78 9

1

1,00 mmol/L

0,75 mmol/L

0,50 mmol/L

0,25 mmol/L

Sin

al C

4D


5 mV0,10 mmol/L

2



90

de um dos cabos com a plataforma. Com isso, estava ocorrendo o vazamento

do eletrólito no reservatório 4 durante as análises, causando assim os desvios

observados anteriormente. Ainda com a plataforma danificada, foi possível

obter um eletroferograma com a separação de dez aminas quaternárias, o qual

pode ser visualizado na Figura 50.

Figura 50. Eletroferograma mostrando a separação de dez aminas quaternárias

utilizando a plataforma original danificada. (1) TMAB, (2) TEAOH, (3) HTAB, (4)

TOMB, (5) DTAC; (6) TTAB, (7) CTAB, (8) TODAB, (9) TOAB, (10) TDAC 500 µmol/L

cada. Outras condições: ver Figura 37.

É visível a instabilidade da linha de base no eletroferograma anterior,

porém foi possível observar os picos referentes às dez aminas quaternárias. O

problema foi que nesse momento a plataforma foi danificada de tal forma que a

eletroforese não aquosa se tornou inviável neste sistema. A plataforma

avariada pode ser observada na Figura 51, o local onde ocorreu o vazamento

do solvente está destacado.

0 30 60 90 120 150-20

-15

-10

-5

0

5

10

Sin

al

C4D

(m

V)


1

23

4

5

7

8 10

6

9



91

Figura 51. Plataforma original danificada devida o contato do solvente orgânico com a

cola utilizada para fixação do cabo na plataforma.

Uma saída encontrada foi à substituição da parte danificada da plataforma

original, eliminando a conexão dos cabos pela lateral. Desta maneira, os

potenciais teriam que ser aplicados por cabos externos diretamente nos

reservatórios. A construção da plataforma foi possível, pois os cabos para

aplicação dos potenciais foram encontrados para compra. A peça foi fabricada

pela empresa MS Máquinas localizada em Goiânia/GO. O material utilizado foi

o poliacetal, que é um polímero termo resistente utilizado em bioanálises. A

nova peça pode ser visualizada na Figura 52 juntamente com a original

danificada.



92

Figura 52. Imagem da peça fabricada em poliacetal e da peça original com os cabos

concentrados na lateral.

Para teste da plataforma fabricada em poliacetal, foi realizada a injeção

de uma mistura contendo as dez aminas quaternária, e o eletroferograma

mostrando a separação está representado na Figura 53.

Figura 53. Eletroferograma mostrando a separação de dez aminas quaternárias

utilizando a peça nova fabricada em poliacetal. Analitos: ver Figura 50. Outras


0 25 50 75 100 125 150 175 200

-60

-45

-30

-15

0

15

30

(B)10

98765

432

Sin

al C

4D

(m

V)

Tempo (s)

1

(A)



93

Foi observada uma instabilidade na linha de base, provavelmente devido

ao sistema adaptado trabalhar aberto. Também foi percebida uma diminuição

na intensidade dos picos e uma visível queda na eficiência de separação.

Provavelmente estes problemas foram causados pelo fato do sistema adaptado

permanecer aberto. Desta maneira, para manter o sistema fechado, foi

construída, utilizando uma impressora 3D, uma tampa com as mesmas

medidas da original. A única diferença é que nessa nova tampa foram deixadas

aberturas para conexão dos cabos com os reservatórios. Na Figura 54 temos a

imagem final do sistema (A) e em (B) um eletroferograma mostrando a

separação de dez aminas quaternárias.

Figura 54. (A) Esquema mostrando a plataforma construída em poliacetal trabalhando

aberta. (B) Sistema fechado utilizando uma tampa fabricada em ABS por uma

impressora 3D. Foi realizado ajuste na linha de base.

A plataforma adaptada foi utilizada exaustivamente, inclusive para

análises de cátions inorgânicas em meio aquoso. Desta maneira a próxima

etapa do trabalho consistiu da análise das amostras reais enviadas pela

Petrobras.

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180-6

-4

-2

0

2

4

6

(B)

109

876

5

4

2

3

Sig

na

l C

4D

(m

V)

Tempo (s)

1(A)



94

4.6.3 Amostras Reais

A amostra real consiste da água de saída de um duto petrolífero que não

passou pelo processo de revestimento com o anticorrosivo (aminas

quaternárias).

Figura 55. Amostras de águas residuais coletadas em dutos petrolíferos fornecidas pela Petrobras

Foi realizada a injeção da amostra para garantir que não haveria a

presença das aminas quaternárias. Porém, as amostras apresentam uma alta

salinidade, uma vez que essa água é retirada diretamente do mar. A alta

salinidade da amostra provocou a obstrução da intersecção do microchip, uma

vez que alta concentração de cloreto levou a precipitação do mesmo. Ou seja,

não foi possível realizar nenhuma injeção da amostra bruta, sem que ela

precipitasse no interior do microcanal. A micrografia óptica apresentada na

Figura 56A mostra o microcanal logo após a tentativa da primeira injeção.

Desta maneira foi necessária a utilização de solução extremamente oxidante



95

(solução piranha), composta por ácido sulfúrico e peróxido de hidrogênio na

proporção 4:1. Os canais do microchip foram preenchidos com esta solução e

levada a estufa a 85 ºC por 10 minutos. Após a limpeza com solução piranha,

ainda foi observado uma pequena precipitação no canal (Figura 56B). Desta

maneira, foi necessário repetir o processo de limpeza para remover toda a

obstrução do canal, na Figura 56C podemos ver o canal completamente limpo.

Figura 56. (A) Canal obstruído devido a alta salinidade da amostra. (B) Canal após a

primeira limpeza com solução piranha. (C) Canal completamente desobstruído após

segunda limpeza com solução piranha.

Na tentativa de reduzir a concentração de cloreto, a amostra foi diluída

10 vezes em metanol. Então a amostra foi injetada no microchip, desta vez foi

possível à obtenção de eletroferogramas onde foi possível visualizar o pico

referente ao marcador neutro e alguns sinais positivos com tempos que não

coincidiram com o tempo das aminas quaternárias analisadas anteriormente. O

eletroferograma obtido está representado na Figura 57.

(A) (B) (C)



96

Figura 57. Eletroferograma para a amostra real diluída 10 vezes em Metanol.

Após algumas injeções consecutivas houve novamente a obstrução dos

canais do microchip, sendo necessário repetir todo o procedimento de limpeza

do microchip, descrito anteriormente. Desta maneira, na tentativa de reduzir o

teor de cloreto, sem diluir mais as amostras, foi realizada uma precipitação do

cloreto com nitrato de prata (AgNO3). Inicialmente uma alíquota de 5 mL da

amostra previamente filtrada, foi transferida para um tubo de ensaio e em

seguida 1 mL de solução 0,1 mol/L em AgNO3 foi adicionada. Houve uma

rápida e intensa precipitação, após a centrifugação e separação do precipitado,

foi adicionado mais 1 mL da solução de AgNO3. Esse processo foi repetido por

mais dez vezes, e a precipitação intensa ainda continuou.

Uma nova tentativa com uma solução 0,5 mol/L em AgNO3 foi utilizada

para precipitação do cloreto, então o mesmo processo descrito anteriormente

(adição de 1 mL da solução de AgNO3 em 5 mL da alíquota seguido de

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

-75

0

75

150

225

300

375

Sin

al C

4D

(m

V)


120 124 128 132 136 14050

55

60

65

70

75

80

85

90



97

centrifugação) foi repetido por cinco vezes, e a precipitação já não era tão

intensa. O sobrenadante (amostra após precipitação) foi filtrado e então diluído

10 vezes em metanol.

A amostra foi injetada logo após esse procedimento. Vinte injeções

consecutivas foram realizadas, não sendo observada a obstrução dos

microcanais, inclusive foram obtidos eletroferogramas similares ao da

Figura 57. Então a amostra estava pronta para ser dopada com os padrões das

aminas quaternárias. Mas foi então surgiu mais um problema, ao adicionar uma

mistura equimolar das nove aminas quaternárias na amostra pré-tratada,

observou-se a formação de um intenso precipitado, como mostrado na

Figura 58 para as três amostras diferentes.

Figura 58. Precipitação das amostras reais quando foram adicionados os padrões das

aminas quaternárias.



98

No teste anterior foi adicionada uma mistura equimolar das aminas

quaternárias, então com o intuito de investigar se algum analito específico

estava sendo precipitado, soluções contendo as AQs foram adicionadas a

amostra separadamente em tubos Eppendorfs®. Foi observada uma rápida e

intensa precipitação em todos, como pode ser observado na Figura 59.

Figura 59. Reação da amostra pré-tratada com nitrato de prata com as aminas

quaternárias separadamente.

Possivelmente ocorreu a precipitação dos contra íons das aminas

quaternárias (brometo e cloreto) com a prata presente na amostra após a

precipitação para remoção do cloreto.



99

Diante dos problemas com a precipitação da amostra real, partimos para

uma estratégia de duas diluições consecutivas das amostras brutas. Alíquotas

de 1 mL das amostras brutas, filtradas duas vezes com membrana millipore

0,22 µm, foram adicionadas a um balão de 10 mL e o volume foi completado

com metanol. Da solução resultante foi retirada uma alíquota de 1 mL e

adicionado a outro balão de 10 mL e o volume foi completado com metanol.

Uma série de 10 injeções da amostra diluída duas vezes, foi realizada e

foram obtidos eletroferogramas semelhantes ao da Figura 52. O microchip foi

retirado da plataforma microfluídica para verificar se os canais não estavam

obstruídos, e uma pequena precipitação no canal de injeção foi visualizada. O

microchip foi lavado utilizando o eletrólito de corrida com aplicação de potencial

e a precipitação foi removida com facilidade. Desta maneira, tomou-se o

cuidado de limpar o microchip com o eletrólito de corrida após algumas

injeções de soluções contendo a amostra.

Com o problema da precipitação resolvido, pelo menos na maior parte, o

próximo passo consistiu na construção de uma curva analítica com adição de

padrão.

4.6.4 Curva analítica com adição de padrão

A amostra enviada pela Petrobras não contém os analitos de interesse

presentes, pois o objetivo do projeto é avaliar a possibilidade de determinar as

aminas quaternárias nesta matriz com concentrações na ordem de 5 mmol/L ou

menor. Os eletroferogramas obtidos estão representados na Figura 60.



100

Figura 60. (A) Curva analítica com adição de padrão das nove aminas quaternárias.

(B) Ampliação dos eletroferogramas para as concentrações de 50 e 100 µmol/L.

Se compararmos os eletroferogramas desta curva analítica com a

representada na Figura 37, onde as soluções eram compostas por apenas

padrões, percebemos uma diminuição das respostas analíticas muito

provavelmente devido ao efeito matriz, umas vez que a matriz consiste de água

retirada do mar, a qual possui alta concentração de íons inorgânicos. Mas por

outro lado, correlações lineares satisfatórias foram obtidas para todos os

0 20 40 60 80 100

(A)

98765

3

4

2

1000 mol/L

750 mol/L

500 mol/L

250 mol/L

100 mol/L

50 mol/L

Sin

al C

4D

Tempo (s)

Amostra 5 mV

1

0 20 40 60 80 100

(B)

100 mol/L

50 mol/L

Sin

al C

4D

Tempo (s)

0,5 mV



101

analitos, considerando a área. A curva para cada analito está representada na

Figura 61.

Figura 61. Curvas analíticas para as AQS. (A) TEAOH, (B) HTAB, (C) TOMB, (D)

DTAC, (E) TTAB, (F) CTAB, (G) TODAB, (H) TOAB e (I) TDAB.

Para construção das curvas analíticas, foi necessário retirar um ponto

para os compostos TEAOH, HTAB, TTAB, TODAB, TOAB e TDAB e dois

pontos para o composto TOMB. As curvas apresentaram coeficientes de

correlação lineares na casa de 0,99 para todos as AQs, menos para o TOMB,

que apresentou coeficiente na ordem de 0,98. O ensaio de recuperação foi

realizado em três níveis, 250, 500 e 750 µmol/L. Como na amostra real não há

presença dos analitos (Figura 61A), uma amostra foi dopada com as AQs para

uma concentração final de 100 µmol/L (Figura 61B). O eletroferograma obtido

para os três níveis de concentrações está apresentado na Figura 62.

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0(F)

R2 = 0,991

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

R2 = 0,996

(D)

Áre

a (

mV

.s)

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

0

1

2

3

4

R2 = 0,997

(B)

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

0

3

6

9

12

15

R2 = 0,998

(I)

Concentração (mol/L)

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

0

1

2

3

4

R2 = 0,997

(A)

Áre

a (

mV

.s)

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

0

2

4

6

8

R2 = 0,996

(H)


0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

0,0

0,7

1,4

2,1

2,8

3,5

R2 = 0,998

(G)

Áre

a (

mV

.s)


0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

R2 = 0,980

(C)

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,00,0

0,5

1,0

1,5

2,0

R2 = 0,997

(E)



102

Figura 62. Eletroferograma mostrando as injeções para: (A) Amostra real, (B) amostra

real dopada (100 µmol/L), (C) amostra dopada (100 µmol/L) + 250 µmol/L de cada

AQs, (D) amostra dopada (100 µmol/L) + 500 µmol/L de cada AQs, (E) amostra

dopada (100 µmol/L) + 750 µmol/L de cada AQs. Analitos: ver Figura 44. Outras


Os valores de recuperação para os três níveis ficaram entre 74 e 130 %.

Analisando-se os dados, observou-se uma tendência de diminuição do valor de

recuperação com o aumento do número de carbonos na molécula. Outro fator

que pode ter contribuído para os valores que ficaram distante da faixa 90-

110%, é o efeito de matriz, uma vez que a amostra dopada foi preparada

utilizando a amostra real envida pela Petrobras.

4.6.5 Influência do numero de carbonos na resposta analítica

Os resultados anteriores mostraram uma visível dependência da

intensidade pela quantidade de carbono dos analitos. Para investigar melhor

essa dependência, separaram-se os analitos em duas classes. A primeira

0 20 40 60 80 100 120

(E)

(D)

(C)

(B)

987654

32

Sin

al C

4D

Tempo (s)

5 mV

1

(A)



103

classe consiste de quatro cadeias carbônicas idênticas ligadas ao nitrogênio

central. A segunda classe apresenta três metilas ligadas ao nitrogênio central,

e uma cadeia carbônica com quantidades de carbono diferente. Primeiramente

realizou-se medidas de condutividades da solução de cada amina quaternária

na concentração de 10 mmol/L. Os valores de condutividades estão

apresentados na Tabela 5.

Tabela 5. Valores de condutividade das soluções das aminas quaternárias na

concentração de 10 mmol/L.

Aminas Quaternárias (10 mmol/L Condutividade (µS/cm)

TMAB 1321

TEAOH 797

HTAB 924

TOMB 1082

DTAC 795

TTAB 829

CTAB 803

TBAP 857

TPAB 982

TDAB 662

BTAB 1127

TOAB 711

ETAB 892

TODAB 784



104

Não foi possível fazer um estudo relacionando diretamente a

condutividade dos cátions das aminas quaternárias com a quantidade de

carbono, pois a condutividade da solução também é dependente da presença

do contra íon, que geralmente não é igual para todos os sais utilizados. Porém,

a maioria dos contra-íons é o brometo, desta maneira foi possível construir

gráficos (Figura 63) da condutividade versus a quantidade de carbono para

cada tipo de estrutura dos analitos que contém o mesmo contra-íon.

Figura 63. Dependência da condutividade da solução das aminas quaternárias pela

quantidade de carbonos do grupamento R2. Aminas Quaternárias da (A) classe 1 e da

(B) classe 2.

As soluções das duas classes das aminas quaternárias apresentaram

uma queda de condutividade com o aumento do número de carbonos da

molécula. Foi construído outro gráfico (Figura 64), desta vez da condutividade

das soluções das AQs versus a quantidade total de carbono da molécula.

6 8 10 12 14 16 18750

800

850

900

950

1000

1050

1100 (B)

C

on

du

tivid

ad

e (

S/c

m)

nº carbonos de R2

0 2 4 6 8 10 12600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

(A)

Co

nd

uti

vid

ad

e (

S/c

m)

nº carbonos de R2



105

Figura 64. Dependência da condutividade da solução das aminas quaternárias pela

quantidade total de carbonos.

O mesmo decréscimo de condutividade com o aumento da quantidade de

carbonos foi observado. Mas foi observado que a queda de condutividade é

mais pronunciada para quantidade de carbonos menores. Isso pode ser

explicado pelo raio de hidratação das espécies, que é maior com o aumento do

número de carbono da molécula.

Foram realizadas injeções individuais das aminas quaternárias

disponíveis no laboratório. Desta maneira foi possível encontrar o número

máximo de AQs que poderiam ser separadas em uma mesma análises.

Também se analisou a mistura contendo as aminas quaternárias pertencentes

à mesma classe. O eletroferograma representando a injeção da mistura de

cada classe pode se visto na Figura 65.

0 10 20 30 40 50 60600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

Co

nd

uti

vid

ad

e (

S/c

m)

nº total de carbonos

Model

Equation

Reduced Chi-Sqr

Adj. R-Square

B



106

Figura 65. Eletroferograma mostrando a separação das aminas quaternárias da (A)

classe 1 e (B) classe 2. (1) TMAB, (2) TEAOH, (3) TBAP, (4) TPAB, (5) TOAB, (6)

TDAB, (7) HTAB, (8) TOMB, (9) BTAP, (10) DTAC, (11) TTAB, (12) CTAB e (13)

TODAB. Outras condições: ver Figura 37.

No preparo da mistura das aminas da classe dois, ocorreu um equívoco,

sendo adicionado o analito TOAB que pertence a classe 1. Assim, o pico

referente a esse analito apareceu nas duas injeções.

A partir dos resultados anteriores, foi possível escolher dez aminas

quaternárias para uma separação simultânea. Desta maneira, injetou-se a

mistura na concentração de 500 µmol/L de cada amina. O eletroferograma

resultante está representado na Figura 66.

0 20 40 60 80 100 120

(B)

5

13

1211

10

98

7

65

4

3

2

Sin

al C

4D


3 mV1

(A)



107

Figura 66. (A) Eletroferograma mostrando cinco injeções consecutivas de dez aminas

quaternárias. (B) Representação gráfica da dependência da resposta analítica pela

quantidade de carbono da molécula.

Durante as análises das aminas quaternárias, observou-se uma clara

influência do número total de carbono do composto na resposta analítica de

cada analito. As zonas eletroforéticas dos analitos com menor quantidade de

carbono (TMAB, TEAOH, HTAB e TOMB) possuem condutividade maior do

que o eletrólito por isso apresentam picos positivos. As outras aminas formam

0 50 100 150 200

(A)

9

32

4

56 8710

Sin

al C

4D

Tempo (s)

4 mV1

0 10 20 30 40 50

-4

-2

0

2

4

6

8

(B)

Sin

al

C4D

nº total de carbono



108

zonas eletroforéticas com condutividade menor que o eletrólito, desta maneira

os picos são negativos.

O gráfico apresentado na Figura 66B mostra que a intensidade dos picos

decaí exponencialmente com o número de carbonos, de acordo com a equação

y = A1*e(-x/t1) + y0.

Conclusões e

Perspectivas

CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS


110

5 Conclusões e Perspectivas

Analisando o conjunto de dados apresentado no desenvolvimento deste

trabalho, pode-se afirmar que os objetivos do projeto foram alcançados com

êxito, tanto na parte da avaliação do controle eletrocinético para introdução da

amostra em microdispositivos, quanto na parte relacionada à análise de aminas

quaternárias utilizando eletroforese não aquosa.

Avaliação dos modos de injeção

Com a instrumentação de MSE-C4D disponível é possível a

automatização do processo eletroforético, o que abre a possibilidade de

realizar múltiplas injeções consecutivas em ambos os modos de injeção, com

elevada frequência analítica.

Ambos os modos de injeção apresentaram resultados satisfatórios, com

boa repetitividade. O modo gated, por apresentar um melhor controle

eletrocinético da amostra, apresentou resultados ligeiramente melhores do que

o modo floating.

Para a resposta do C4D, o modo gated, por proporcionar um melhor

controle do volume de amostra injetado, forneceu resultados bem superiores

quando comparados com o modo floating, sendo possível a detecção de íons

inorgânicos com concentração na ordem de 1 µmol/L.

Os excelentes resultados obtidos com modo de injeção gated cria a

possibilidade de futuros estudos, que visam a detecção de íons inorgânicos em



111

concentrações na ordem de nmol/L o que proporcionaria LDs muito inferiores

aos reportados na literatura utilizando C4D.

Separação das AQs utilizando eletroforese não aquosa

A NAME se mostrou uma ótima alternativa para contornar os problemas

encontrados na eletroforese convencional para as análises das AQs. Uma vez

que a utilização de solventes aquosos acarretou precipitações no interior dos

microcanais de vidro, devido à alta afinidade das AQs com o vidro, e pobre

solubilidade em meio aquoso.

A utilização de eletrólitos preparados com solvente orgânicos, também

proporcionou separação com ótimas eficiências e resoluções, uma vez que foi

possível a aplicação de campos elétricos elevados sem que ocorresse o

aquecimento no interior do microcanal pelo efeito Joule.

A metodologia para a análise das AQs apresentou uma elevada

frequência analítica, uma vez que foi possível separações de dez AQs com

tempo inferior a 150 s em microchips com comprimento efetivo de 7 cm.

Apesar dos ótimos resultados alcançados com a eletroforese em meio

não aquoso, devemos ressaltar os problemas causados pela incompatibilidade

da cola utilizada para fixação dos cabos na plataforma e os solventes orgânicos

utilizados no preparo das soluções. A construção da parte avariada com

algumas modificações foi a saída encontrada.

No que diz respeito à análise das AQs na matriz enviada pelo Centro de

Pesquisas da Petrobras, foram alcançados resultados bem interessantes, com



112

a construção de uma curva analítica com adição de padrão, a qual resultou em

correlações lineares satisfatórias para todos os analitos estudados.

A alta salinidade da amostra foi um problema, então estudos futuros

serão necessários para a redução da salinidade sem afetar os níveis de

detectabilidade.

A utilização da NAME foi uma novidade para o nosso grupo de pesquisa,

o que abriu diversas possibilidades de estudos, uma vez diversos compostos

com pouca ou nenhuma solubilidade em água poderão ser detectados

utilizando essa metodologia.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS


113

6 Referências Bibliográficas

ARORA, A. et al. Latest Developments in Micro Total Analysis Systems.

Analytical Chemistry, v. 82, n. 12, p. 4830-4847, Jun 15 2010.

ASSUNCAO, N. A. et al. Nonaqueous capillary electrophoresis in coated

capillaries: An interesting alternative for proteomic applications.

Electrophoresis, v. 26, n. 17, p. 3292-3299, Sep 2005.

AUROUX, P. A. et al. Micro total analysis systems. 2. Analytical standard

operations and applications. Analytical Chemistry, v. 74, n. 12, p. 2637-2652,

Jun 15 2002.

BACKOFEN, U.; MATYSIK, F. M.; LUNTE, C. E. A chip-based electrophoresis

system with electrochemical detection and hydrodynamic injection. Analytical

Chemistry, v. 74, n. 16, p. 4054-4059, Aug 15 2002.

BAKER, D. R. Capillary Electrophoresis. New York: John Wiley 1995.

BERNSTEIN, J. A. et al. A Combined Respiratory and Cutaneous

Hypersensitivity Syndrome Induced by Work Exposure to Quaternary Amines.

Journal of Allergy and Clinical Immunology, v. 94, n. 2, p. 257-259, Aug

1994.

BIAS, M.; DELAUNAY, N.; ROCCA, J. L. Electrokinetic-based injection modes

for separative microsystems. Electrophoresis, v. 29, n. 1, p. 20-32, Jan 2008.

BLAS, M. et al. Numerical simulations of the second-order electrokinetic bias

observed with the gated injection mode in chips. Electrophoresis, v. 28, n. 17,

p. 2961-2970, Aug 2007.

BLASZCZYK, K. et al. Lab-on-a-Chip Microdevice with Contactless

Conductivity Detector. Metrology and Measurement Systems, v. 20, n. 2, p.

299-306, 2013.



114

BREGOFF, H. M.; ROBERTS, E.; DELWICHE, C. C. Paper Chromatography of

Quaternary Ammonium Bases and Related Compounds. Journal of Biological

Chemistry, v. 205, n. 2, p. 565-574, 1953.

BRITO-NETO, J. G. A. et al. Understanding capacitively coupled contactless

conductivity detection in capillary and microchip electrophoresis. Part 1.

Fundamentals. Electroanalysis, v. 17, n. 13, p. 1198-1206, Jul 2005a.

BRITO-NETO, J. G. A. et al. Understanding capacitively coupled contactless

conductivity detection in capillary and microchip electrophoresis. Part 2. Peak

shape, stray capacitance, noise, and actual electronics. Electroanalysis, v. 17,

n. 13, p. 1207-1214, Jul 2005b.

BUFFET-BATAILLON, S. et al. Emergence of resistance to antibacterial

agents: the role of quaternary ammonium compounds-a critical review.

International Journal of Antimicrobial Agents, v. 39, n. 5, p. 381-389, May

2012.

BUGLIONE, L.; SEE, H. H.; HAUSER, P. C. Rapid separation of fatty acids

using a poly(vinyl alcohol) coated capillary in nonaqueous capillary

electrophoresis with contactless conductivity detection. Electrophoresis, v. 34,

n. 14, p. 2072-2077, Jul 2013a.

BUGLIONE, L.; SEE, H. H.; HAUSER, P. C. Study on the effects of electrolytes

and solvents in the determination of quaternary ammonium ions by nonaqueous

capillary electrophoresis with contactless conductivity detection.

Electrophoresis, v. 34, n. 2, p. 317-323, Jan 2013b.

CABLE, M. L. et al. Identification of primary amines in Titan tholins using

microchip nonaqueous capillary electrophoresis. Earth and Planetary Science

Letters, v. 403, p. 99-107, Oct 1 2014.

CABLE, M. L. et al. Microchip nonaqueous capillary electrophoresis of

saturated fatty acids using a new fluorescent dye. Analytical Methods, v. 6, n.

24, p. 9532-9535, 2014.



115

CANTU, M. D. et al. Validation of non-aqueous capillary electrophoresis for

simultaneous determination of four tricyclic antidepressants in pharmaceutical

formulations and plasma samples. Journal of Chromatography B-Analytical

Technologies in the Biomedical and Life Sciences, v. 799, n. 1, p. 127-132,

Jan 5 2004.

CAO, H. W. et al. Determination of five quaternary ammonium compounds in

foodstuffs using high performance liquid chromatography-tandem mass

spectrometry. Analytical Methods, v. 6, n. 13, p. 4790-4796, 2014.

CHAGAS, C. L. S. et al. Hand drawing of pencil electrodes on paper platforms

for contactless conductivity detection of inorganic cations in human tear

samples using electrophoresis chips. Electrophoresis, v. 36, n. 16, p. 1837-

1844, Aug 2015.

CHEN, D. C. et al. Palladium film decoupler for amperometric detection in

electrophoresis chips. Analytical Chemistry, v. 73, n. 4, p. 758-762, Feb 15

2001.

COLTRO, W. K. T.; DA SILVA, J. A. F.; CARRILHO, E. Rapid prototyping of

polymeric electrophoresis microchips with integrated copper electrodes for

contactless conductivity detection. Analytical Methods, v. 3, n. 1, p. 168-172,

Jan 2011.

COLTRO, W. K. T. et al. Capacitively coupled contactless conductivity

detection on microfluidic systems-ten years of development. Analytical

Methods, v. 4, n. 1, p. 25-33, Jan 2012.

COLTRO, W. K. T. et al. Microssistemas de análises químicas. Introdução,

tecnologias de fabricação, instrumentação e aplicações. Química Nova, v. 30,

n. 8, p. 1986, 2007.

CULBERTSON, C. T. et al. Micro Total Analysis Systems: Fundamental

Advances and Biological Applications. Analytical Chemistry, v. 86, n. 1, p. 95-

118, Jan 7 2014.



116

DA SILVA, E. R. et al. Determination of glyphosate and AMPA on polyester-

toner electrophoresis microchip with contactless conductivity detection.

ELECTROPHORESIS, v. 34, n. 14, p. 2107-2111, 2013.

DA SILVA, J. A. F.; DO LAGO, C. L. An oscillometric detector for capillary

electrophoresis. Analytical Chemistry, v. 70, n. 20, p. 4339-4343, Oct 15

1998.

DITTRICH, P. S.; TACHIKAWA, K.; MANZ, A. Micro total analysis systems.

Latest advancements and trends. Analytical Chemistry, v. 78, n. 12, p. 3887-

3907, Jun 15 2006.

DO LAGO, C. L. et al. Microfluidic devices obtained by thermal toner

transferring on glass substrate. Electrophoresis, v. 25, n. 21-22, p. 3825-3831,

Nov 2004.

DO LAGO, C. L. et al. A Dry Process for Production of Microfluidic Devices

Based on the Lamination of Laser-Printed Polyester Films. Analytical

Chemistry, v. 75, n. 15, p. 3853-3858, 2003/08/01 2003.

DOLNÍK, V.; LIU, S.; JOVANOVICH, S. Capillary electrophoresis on microchip.

Electrophoresis, v. 21, n. 1, p. 41-54, 2000.

DUARTE, G. F. et al. Metalless electrodes for capacitively coupled contactless

conductivity detection on electrophoresis microchips. Electrophoresis, v. 36, n.

16, p. 1935-1940, Aug 2015.

DUFFY, D. C. et al. Rapid Prototyping of Microfluidic Systems in

Poly(dimethylsiloxane). Analytical Chemistry, v. 70, n. 23, p. 4974-4984,

1998/12/01 1998.

EFFENHAUSER, C. S.; MANZ, A.; WIDMER, H. M. Glass chips for high-speed

capillary electrophoresis separations with submicrometer plate heights.

Analytical Chemistry, v. 65, n. 19, p. 2637-2642, 1993/10/01 1993.



117

EFFENHAUSER, C. S. et al. High-Speed Separation of Antisense

Oligonucleotides on a Micromachined Capillary Electrophoresis Device.

Analytical Chemistry, v. 66, n. 18, p. 2949-2953, Sep 15 1994.

EHRFELD, W. Electrochemistry and microsystems. Electrochimica Acta, v.

48, n. 20-22, p. 2857-2868, Sep 30 2003.

ERMAKOV, S. V.; JACOBSON, S. C.; RAMSEY, J. M. Computer simulations of

electrokinetic injection techniques in microfluidic devices. Analytical

Chemistry, v. 72, n. 15, p. 3512-3517, Aug 1 2000.

FAN, Z. H.; HARRISON, D. J. Micromachining of Capillary Electrophoresis

Injectors and Separators on Glass Chips and Evaluation of Flow at Capillary

Intersections. Analytical Chemistry, v. 66, n. 1, p. 177-184, Jan 1 1994.

FERRER, I.; FURLONG, E. T. Identification of alkyl dimethylbenzylammonium

surfactants in water samples by solid-phase extraction followed by ion trap

LC/MS and LC/MS/MS. Environmental Science & Technology, v. 35, n. 12,

p. 2583-2588, Jun 15 2001.

FINSGAR, M.; JACKSON, J. Application of corrosion inhibitors for steels in

acidic media for the oil and gas industry: A review. Corrosion Science, v. 86,

p. 17-41, Sep 2014.

FRANCISCO, K. J. M.; DO LAGO, C. L. A compact and high‐resolution version

of a capacitively coupled contactless conductivity detector. Electrophoresis, v.

30, n. 19, p. 3458-3464, 2009.

FREITAS, C. B. et al. Monitoring of nitrite, nitrate, chloride and sulfate in

environmental samples using electrophoresis microchips coupled with

contactless conductivity detection. Talanta, v. 147, p. 335-341, 2016.

FU, L. M. et al. Electrokinetic injection techniques in microfluidic chips.

Analytical Chemistry, v. 74, n. 19, p. 5084-5091, Oct 1 2002.



118

GABRIEL, E. F. M. et al. Polyester-toner electrophoresis microchips with

improved analytical performance and extended lifetime. ELECTROPHORESIS,

v. 33, n. 17, p. 2660-2667, 2012.

GAUDRY, A. J.; BREADMORE, M. C.; GUIJT, R. M. In-plane alloy electrodes

for capacitively coupled contactless conductivity detection in

poly(methylmethacrylate) electrophoretic chips. Electrophoresis, v. 34, n. 20-

21, p. 2980-2987, Nov 2013.

GEISER, L.; VEUTHEY, J. L. Non-aqueous capillary electrophoresis 2005-

2008. Electrophoresis, v. 30, n. 1, p. 36-49, Jan 2009.

GUIJT, R. M. et al. Microfluidic chips for capillary electrophoresis with

integrated electrodes for capacitively coupled conductivity detection based on

printed circuit board technology. Sensors and Actuators B-Chemical, v. 159,

n. 1, p. 307-313, Nov 28 2011.

GUIJT, R. M. et al. Capillary electrophoresis with on-chip four-electrode

capacitively coupled conductivity detection for application in bioanalysis.

Electrophoresis, v. 22, n. 12, p. 2537-2541, Aug 2001.

HABER, C.; VANSAUN, R. J.; JONES, W. R. Quantitative analysis of anions at

ppb/ppt levels with capillary electrophoresis and conductivity detection:

Enhancement of system linearity and precision using an internal standard.

Analytical Chemistry, v. 70, n. 11, p. 2261-2267, Jun 1 1998.

HARRISON, D. J. et al. Rapid Separation of Fluorescein Derivatives Using a

Micromachined Capillary Electrophoresis System. Analytica Chimica Acta, v.

283, n. 1, p. 361-366, Nov 15 1993.

HARRISON, D. J. et al. Micromachining a Miniaturized Capillary

Electrophoresis-Based Chemical-Analysis System on a Chip. Science, v. 261,

n. 5123, p. 895-897, Aug 13 1993.



119

HU, H. M. et al. Rapid determination of catecholamines in urine samples by

nonaqueous microchip electrophoresis with LIF detection. Journal of

Separation Science, v. 36, n. 20, p. 3419-3425, Oct 2013.

HU, H. M. et al. A study on the system of nonaqueous microchip

electrophoresis with on-line peroxyoxalate chemiluminescence detection.

Journal of Separation Science, v. 36, n. 4, p. 713-720, Feb 2013.

ISQUITH, A. J.; ABBOTT, E. A.; WALTERS, P. A. Surface-Bonded

Antimicrobial Activity of an Organosilicon Quaternary Ammonium Chloride.

Applied Microbiology, v. 24, n. 6, p. 859-863, 1972.

JACOBSON, S. C. et al. High-Speed Separations on a Microchip. Analytical

Chemistry, v. 66, n. 7, p. 1114-1118, Apr 1 1994.

JACOBSON, S. C. et al. Effects of Injection Schemes and Column Geometry

on the Performance of Microchip Electrophoresis Devices. Analytical


JACOBSON, S. C. et al. Microchip Capillary Electrophoresis with an Integrated

Postcolumn Reactor. Analytical Chemistry, v. 66, n. 20, p. 3472-3476, Oct 15

1994.

JACOBSON, S. C.; RAMSEY, J. M. Microchip Electrophoresis with Sample

Stacking. Electrophoresis, v. 16, n. 4, p. 481-486, Apr 1995.

JANG, Y. C. et al. Capillary electrophoresis microchip for direct amperometric

detection of DNA fragments. Electrophoresis, v. 32, n. 8, p. 913-919, Apr

2011.

JIN, L. J.; GIORDANO, B. C.; LANDERS, J. P. Dynamic labeling during

capillary or microchip electrophoresis for laser-induced fluorescence detection

of protein-SDS complexes without pre- or postcolumn labeling. Analytical

Chemistry, v. 73, n. 20, p. 4994-4999, Oct 15 2001.



120

KARLINSEY, J. M. Sample introduction techniques for microchip

electrophoresis: A review. Analytica Chimica Acta, v. 725, p. 1-13, May 6

2012.

KATZMAYR, M. U.; KLAMPFL, C. W.; BUCHBERGER, W. Optimization of

conductivity detection of low-molecular-mass anions in capillary zone

electrophoresis. Journal of Chromatography A, v. 850, n. 1-2, p. 355-362, Jul

30 1999.

KENNDLER, E. Organic solvents in CE. Electrophoresis, v. 30, p. S101-S111,

Jun 2009.

KOVARIK, M. L. et al. Micro Total Analysis Systems: Fundamental Advances

and Applications in the Laboratory, Clinic, and Field. Analytical Chemistry, v.

85, n. 2, p. 451-472, Jan 15 2013.

KREUZINGER, N. et al. Methodological approach towards the environmental

significance of uncharacterized substances-quaternary ammonium compounds

as an example. Desalination, v. 215, n. 1-3, p. 209-222, Sep 5 2007.

KUBAN, P.; HAUSER, P. C. A review of the recent achievements in capacitively

coupled contactless conductivity detection. Analytica Chimica Acta, v. 607, n.

1, p. 15-29, Jan 21 2008.

KUBÁŇ, P.; HAUSER, P. C. Contactless conductivity detection for analytical

techniques: Developments from 2010 to 2012. Electrophoresis, v. 34, n. 1, p.

55-69, 2013.

LACHER, N. A. et al. Microchip capillary electrophoresis/electrochemistry.

Electrophoresis, v. 22, n. 12, p. 2526-2536, Aug 2001.

LAI, C. C. J.; CHEN, C. H.; KO, F. H. In-channel dual-electrode amperometric

detection in electrophoretic chips with a palladium film decoupler. Journal of

Chromatography A, v. 1023, n. 1, p. 143-150, Jan 9 2004.



121

LEE, C. Y. et al. Fabrication and characterization of semicircular detection

electrodes for contactless conductivity detector - CE microchips.

Electrophoresis, v. 27, n. 24, p. 5043-5050, Dec 2006.

LEE, G.-B. et al. Microfabricated plastic chips by hot embossing methods and

their applications for DNA separation and detection. Sensors and Actuators B:

Chemical, v. 75, n. 1–2, p. 142-148, 4/30/ 2001.

LICHTENBERG, J.; DE ROOIJ, N. F.; VERPOORTE, E. A microchip

electrophoresis system with integrated in-plane electrodes for contactless

conductivity detection. Electrophoresis, v. 23, n. 21, p. 3769-3780, Nov 2002.

LIU, H. Y.; DING, W. H. Determination of homologues of quaternary ammonium

surfactants by capillary electrophoresis using indirect UV detection. Journal of

Chromatography A, v. 1025, n. 2, p. 303-312, Feb 6 2004.

LIU, Y. et al. Microfabricated Polycarbonate CE Devices for DNA Analysis.


LLENADO, R. A.; NEUBECKER, T. A. Surfactants. Analytical Chemistry, v.

55, n. 5, p. R93-R102, 1983.

LU, Q. et al. Sensitive capillary electrophoresis microchip determination of

trinitroaromatic explosives in nonaqueous electrolyte following solid phase

extraction. Analytica Chimica Acta, v. 469, n. 2, p. 253-260, Oct 3 2002.

MANZ, A.; EIJKEL, J. C. T. Miniaturization and chip technology. What can we

expect? Pure and Applied Chemistry, v. 73, n. 10, p. 1555-1561, Oct 2001.

MANZ, A.; GRABER, N.; WIDMER, H. M. Miniaturized Total Chemical-Analysis

Systems - a Novel Concept for Chemical Sensing. Sensors and Actuators B-

Chemical, v. 1, n. 1-6, p. 244-248, Jan 1990.

MANZ, A. et al. Design of an Open-Tubular Column Liquid Chromatograph

Using Silicon Chip Technology. Sensors and Actuators B-Chemical, v. 1, n.

1-6, p. 249-255, Jan 1990.



122

MARTIN, R. S. et al. In-channel electrochemical detection for microchip

capillary electrophoresis using an electrically isolated potentiostat. Analytical

Chemistry, v. 74, n. 5, p. 1136-+, Mar 1 2002.

MARTINEZ-CARBALLO, E. et al. Determination of selected quaternary

ammonium compounds by liquid chromatography with mass spectrometry. Part

II. Application to sediment and sludge samples in Austria. Environmental

Pollution, v. 146, n. 2, p. 543-547, Mar 2007.

MARTINEZ-CARBALLO, E. et al. Determination of selected quaternary

ammonium compounds by liquid chromatography with mass spectrometry. Part

I. Application to surface,) waste and indirect discharge water samples in Austria.

Environmental Pollution, v. 145, n. 2, p. 489-496, Jan 2007.

MCCLAIN, M. A. et al. Microfluidic devices for the high-throughput chemical

analysis of cells. Analytical Chemistry, v. 75, n. 21, p. 5646-5655, Nov 1 2003.

MCCREEDY, T. Fabrication techniques and materials commonly used for the

production of microreactors and micro total analytical systems. TrAC Trends in

Analytical Chemistry, v. 19, n. 6, p. 396-401, 6// 2000.

MCDONALD, J. C. et al. Fabrication of microfluidic systems in

poly(dimethylsiloxane). ELECTROPHORESIS, v. 21, n. 1, p. 27-40, 2000.

MUNRO, N. J. et al. Indirect fluorescence detection of amino acids on

electrophoretic microchips. Analytical Chemistry, v. 72, n. 13, p. 2765-2773,

Jul 1 2000.

MUZIKAR, J. et al. Extension of the application range of UV-absorbing organic

solvents in capillary electrophoresis by the use of a contactless conductivity

detector. Journal of Chromatography A, v. 924, n. 1-2, p. 147-154, Jul 27

2001.

NESIC, S.; SUN, W. Corrosion in acid gas solutions. Shreir’s Corrosion, v. 2,

p. 1270-1298, 2010.



123

OKAFOR, P. C.; LIU, X.; ZHENG, Y. G. Corrosion inhibition of mild steel by

ethylamino imidazoline derivative in CO2-saturated solution. Corrosion

Science, v. 51, n. 4, p. 761-768, Apr 2009.

OSMAN, M. M.; SHALABY, M. N. Some ethoxylated fatty acids as corrosion

inhibitors for low carbon steel in formation water. Materials Chemistry and

Physics, v. 77, n. 1, p. 261-269, Jan 2 2003.

PADHY, S. K. et al. Microstructural aspects of manganese metal during its

electrodeposition from sulphate solutions in the presence of quaternary amines.

Materials Science and Engineering B-Advanced Functional Solid-State

Materials, v. 193, p. 83-90, Mar 2015.

PAK, R. W.; PETROU, S. P.; STASKIN, D. R. Trospium chloride: a quaternary

amine with unique pharmacologic properties. Current urology reports, v. 4, n.

6, p. 436-440, 2003.

PICCIN, E. et al. Polyurethane from biosource as a new material for fabrication

of microfluidic devices by rapid prototyping. Journal of Chromatography A, v.

1173, n. 1–2, p. 151-158, 11/30/ 2007.

PUMERA, M. Contactless conductivity detection for microfluidics: Designs and

applications. Talanta, v. 74, n. 3, p. 358-364, Dec 15 2007.

PUMERA, M. et al. Contactless conductivity detector for microchip capillary

electrophoresis. Analytical Chemistry, v. 74, n. 9, p. 1968-1971, May 1 2002.

PUMERA, M. et al. Contactless Conductivity Detector for Microchip Capillary

Electrophoresis. Analytical Chemistry, v. 74, n. 9, p. 1968-1971, 2002/05/01

2002.

REN, R. et al. Biosorption of tetradecyl benzyl dimethyl ammonium chloride on

activated sludge: Kinetic, thermodynamic and reaction mechanisms.

Bioresource Technology, v. 102, n. 4, p. 3799-3804, Feb 2011.



124

REYES, D. R. et al. Micro total analysis systems. 1. Introduction, theory, and

technology. Analytical Chemistry, v. 74, n. 12, p. 2623-2636, Jun 15 2002.

ROSSIER, J. S. et al. Microchannel networks for electrophoretic separations.

ELECTROPHORESIS, v. 20, n. 4-5, p. 727-731, 1999.

SAITO, R. M.; COLTRO, W. K. T.; DE JESUS, D. P. Instrumentation design for

hydrodynamic sample injection in microchip electrophoresis: A review.

Electrophoresis, v. 33, n. 17, p. 2614-2623, Sep 2012.

SAJEESH, P.; SEN, A. K. Particle separation and sorting in microfluidic

devices: a review. Microfluidics and Nanofluidics, v. 17, n. 1, p. 1-52, Jul

2014.

SAKAI, T. et al. Determination of Quaternary Ammonium-Salts by Ion-Pair

Extraction-Titrations with Tetrabromophenol-Phthalein Ethyl-Ester as Indicator.

Analytica Chimica Acta, v. 93, n. 1, p. 357-358, 1977.

SASS, S. et al. Colorimetric Estimation of Tertiary and Quaternary Amines.

Analytical Chemistry, v. 30, n. 4, p. 529-531, 1958.

SEILER, K.; HARRISON, D. J.; MANZ, A. Planar glass chips for capillary

electrophoresis: repetitive sample injection, quantitation, and separation

efficiency. Analytical Chemistry, v. 65, n. 10, p. 1481-1488, 1993/05/01 1993.

SHADPOUR, H. et al. Multichannel Microchip Electrophoresis Device

Fabricated in Polycarbonate with an Integrated Contact Conductivity Sensor

Array. Analytical Chemistry, v. 79, n. 3, p. 870-878, 2007/02/01 2007.

SILVA, J. A. F. D. Detecção condutométrica sem contato (oscilométrica)

para eletroforese capilar de zona e cromatografia micelar eletrocinética.

2001. Universidade de São Paulo

SILVA, J. A. F. D. et al. Terminologia para as técnicas analíticas de

eletromigração em capilares. Química Nova, v. 30, n. 3, p. 740-744, 2007.



125

SLENTZ, B. E.; PENNER, N. A.; REGNIER, F. Sampling BIAS at channel

junctions in gated flow injection on chips. Analytical Chemistry, v. 74, n. 18, p.

4835-4840, Sep 15 2002.

SMALL, H.; STEVENS, T. S.; BAUMAN, W. C. Novel Ion-Exchange

Chromatographic Method Using Conductimetric Detection. Analytical

Chemistry, v. 47, n. 11, p. 1801-1809, 1975.

SOGA, T.; HEIGER, D. N. Amino acid analysis by capillary electrophoresis

electrospray ionization mass spectrometry. Analytical Chemistry, v. 72, n. 6,

p. 1236-1241, Mar 15 2000.

SOLIGNAC, D.; GIJS, M. A. M. Pressure pulse injection: a powerful alternative

to electrokinetic sample loading in electrophoresis microchips. Analytical


TANYANYIWA, J. et al. High-voltage contactless conductivity-detection for lab-

on-chip devices using external electrodes on the holder. Analyst, v. 128, n. 8,

p. 1019-1022, 2003.

TANYANYIWA, J.; LEUTHARDT, S.; HAUSER, P. C. Conductimetric and

potentiometric detection in conventional and microchip capillary electrophoresis.

Electrophoresis, v. 23, n. 21, p. 3659-3666, Nov 2002.

TAVARES, M. F. Eletroforese capilar: conceitos básicos. Química Nova, v. 19,

n. 2, p. 173-181, 1996.

TAVARES, M. F. Mecanismos de separação em eletroforese capilar. Química

nova, v. 20, n. 5, p. 493-511, 1997.

TERABE, S.; OTSUKA, K.; ANDO, T. Electrokinetic Chromatography with

Micellar Solution and Open-Tubular Capillary. Analytical Chemistry, v. 57, n.

4, p. 834-841, 1985.

TERABE, S. et al. Electrokinetic Separations with Micellar Solutions and Open-

Tubular Capillaries. Analytical Chemistry, v. 56, n. 1, p. 111-113, 1984.



126

TERRY, S. C.; JERMAN, J. H.; ANGELL, J. B. Gas-Chromatographic Air

Analyzer Fabricated on a Silicon-Wafer. Ieee Transactions on Electron

Devices, v. 26, n. 12, p. 1880-1886, 1979.

TEZEL, U.; PAVLOSTATHIS, S. G. Transformation of Benzalkonium Chloride

under Nitrate Reducing Conditions. Environmental Science & Technology, v.

43, n. 5, p. 1342-1348, Mar 1 2009.

THREDGOLD, L. D. et al. On-chip capacitively coupled contactless

conductivity detection using "injected" metal electrodes. Analyst, v. 138, n. 15,

p. 4275-4279, 2013.

TRAN, P. L. et al. A study on the ability of quaternary ammonium groups

attached to a polyurethane foam wound dressing to inhibit bacterial attachment

and biofilm formation. Wound Repair and Regeneration, v. 23, n. 1, p. 74-81,

Jan-Feb 2015.

VANDAVEER, W. R. et al. Recent developments in amperometric detection for

microchip capillary electrophoresis. Electrophoresis, v. 23, n. 21, p. 3667-

3677, Nov 2002.

VARENNE, A.; DESCROIX, S. Recent strategies to improve resolution in

capillary electrophoresis-A review. Analytica Chimica Acta, v. 628, n. 1, p. 9-

23, Oct 17 2008.

VARJO, S. J. et al. Separation of fluorescein isothiocyanate‐labeled amines by

microchip electrophoresis in uncoated and polyvinyl alcohol‐coated glass chips

using water and dimethyl sulfoxide as solvents of background electrolyte.

Electrophoresis, v. 25, n. 12, p. 1901-1906, 2004.

VICKERS, J. A.; CAULUM, M. M.; HENRY, C. S. Generation of Hydrophilic

Poly(dimethylsiloxane) for High-Performance Microchip Electrophoresis.




127

VILKNER, T.; JANASEK, D.; MANZ, A. Micro total analysis systems. Recent

developments. Analytical Chemistry, v. 76, n. 12, p. 3373-3385, Jun 15 2004.

WABUYELE, M. B. et al. Single molecule detection of double-stranded DNA in

poly(methylmethacrylate) and polycarbonate microfluidic devices.

ELECTROPHORESIS, v. 22, n. 18, p. 3939-3948, 2001.

WAHLUND, K. G.; SOKOLOWSKI, A. Reversed-Phase Ion-Pair

Chromatography of Antidepressive and Neuroleptic Amines and Related

Quaternary Ammonium-Compounds. Journal of Chromatography, v. 151, n.

3, p. 299-310, 1978.

WALBROEHL, Y.; JORGENSON, J. W. On-Column Uv Absorption Detector for

Open Tubular Capillary Zone Electrophoresis. Journal of Chromatography, v.

315, n. Dec, p. 135-143, 1984.

WANG, J. Electrochemical detection for microscale analytical systems: a

review. Talanta, v. 56, n. 2, p. 223-231, Feb 11 2002.

WANG, J. Electrochemical detection for capillary electrophoresis microchips: A

review. Electroanalysis, v. 17, n. 13, p. 1133-1140, Jul 2005.

WANG, J.; PUMERA, M. Nonaqueous electrophoresis microchip separations:

Conductivity detection in UV-absorbing solvents. Analytical Chemistry, v. 75,

n. 2, p. 341-345, Jan 15 2003.

WANG, J. et al. Measurements of chemical warfare agent degradation

products using an electrophoresis microchip with contactless conductivity.

Analytical Chemistry, v. 74, n. 23, p. 6121-6125, Dec 1 2002.

WEST, J. et al. Micro total analysis systems: Latest achievements. Analytical

Chemistry, v. 80, n. 12, p. 4403-4419, Jun 15 2008.

WOOLLEY, A. T. et al. Capillary electrophoresis chips with integrated

electrochemical detection. Analytical Chemistry, v. 70, n. 4, p. 684-688, Feb

15 1998.



128

ZHANG, G. et al. Characterization of electrokinetic gating valve in microfluidic

channels. Analytica chimica acta, v. 584, n. 1, p. 129-135, 2007.

CURRICULUM VITAE


129

CURRICULUM VITAE

Informações Pessoais

Nome Completo: Roger Cardoso Moreira

Endereço eletrônico: [email protected]

Naturalidade: Dores do Indaiá – MG Data de Nascimento: 15/10/1987

Filiação: Geralda Maria Moreira e Adílson Cardoso Moreira

Formação Acadêmica

Bacharel em Química Tecnológica

Universidade Federal de Goiás

Goiânia – Goiás

2009-2012

Atividades

Principais trabalhos apresentados em reuniões científicas

MOREIRA, R. C., LOPES, M. S., MEDEIROS JUNIOR, I., COLTRO, W. K. T..

Adaptação de um Sistema de Eletroforese Comercial para Separação de

Aminas Quaternárias em Microchips. V Workshop de Microfluídica, 2015,

Campinas/SP, Brasil.

MOREIRA, R. C., LOPES, M. S., MEDEIROS JUNIOR, I., COLTRO, W. K. T..

Determinação de quaternários de amônio usando eletroforese não aquosa em

microchips com detecção condutométrica sem contato. 38ª Reunião Anual da

Sociedade Brasileira de Química, 2015, Águas de Lindóia/SP, Brasil.

MOREIRA, R. C., ALMEIDA, A. D., COLTRO, W. K. T.. Desenvolvimento de

metodologia analítica para determinação de tensoativos utilizando microchips

CURRICULUM VITAE


130

de eletroforese com detecção condutométrica sem contato, 2014. IV Workshop

em Microfluídica,2014, Campinas/SP, Brasil.

MOREIRA, R. C., DUARTE JUNIOR, G. F., COLTRO, W. K. T.. Avaliação da

repetibilidade analítica do processo de injeção eletrocinética no modo gated em

microssistemas eletroforéticos. III Workshop em Microfluídica, 2013. IV

Workshop em Microfluídica,2014, Campinas/SP, Brasil.

MOREIRA, R. C., DUARTE JUNIOR, G. F., COLTRO, W. K. T. Efeito da

injeção gated na resposta do detector condutométrico sem contato acoplado

em microssistemas. 17º Encontro Nacional de Química Analítica, 2013, Belo

Horizonte/MG, Brasil.

MOREIRA, R. C., ARRUDA, A. F.. Avaliação da presença de metais tóxicos e

sua disponibilidade físico-química em lodo da estação de tratamento de esgoto

de Goiânia-GO. 35ª Reunião Anual da Sociedade de Química, 2012, Águas de

Lindóia/SP, Brasil.

Prêmios

Analytical Methods Poster Prize, Royal Society of Chemistry. WorkShop de

Microfluídica, 2013, Campinas/SP, Brasil.

Artigos publicados FREITAS, C. B., MOREIRA, R. C., TAVARES, M. G. de O., MARIA GIZELDA,

COLTRO, W. K. T. Monitoring of nitrite, nitrate, chloride and sulfate in

environmental samples using electrophoresis microchips coupled with

contactless conductivity detection. Talanta, v.147, p.335 - 341, 2016.

CURRICULUM VITAE


131

Artigos em preparação

MOREIRA, R.C; LOPES, M. S., MEDEIROS JUNIOR, I., COLTRO, W. K. T..

Nonaqueous michochip electrophoresis coupled with contactless conductivity

detection for determination of quaternary ammonium in residual waters.

Journal Chromatography A, in preparation.

CHAGAS C. L. S., De SOUZA F. R., CARDOSO, T. M. G., MOREIRA, R.C.,

COLTRO W. K. T.. Paper microchip electrophoresis with integrated contactless

conductivity detection for separation of creatinine and bovine serum albumin

Analytical Chemistry, in preparation.

desenvolvimento de metodologia para separação de aminas

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