Desenvolvimento, avaliação e aplicação de um dispositivo de preparo de amostras automatizado para extrações assistidas por campos elétricos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Victor Hugo de Miranda Boratto
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/52462
Resumo: The sample preparation step brings with it numerous obstacles such as the high demand for time and cost, in addition to being associated with the step with the greatest source of error in a chemical analysis, especially when performed manually at high frequencies. Thus, this work proposes the construction and evaluation of an automated sample preparation device for extractions assisted by electric fields. In addition, the work aims at the application for the extraction of doxorubicin in synthetic urine samples and determination via digital image analysis (DIA) and UV-Vis spectrophotometry. In order to achieve the estimated objectives, the hardware was built using parts printed on a 3D printer and electronic components widely used in prototypes in the most diverse areas. Then, the control code was developed and evaluated using the C++ language for the purpose of performing the automated unit operations. The proof of concept of the device is presented in a qualitative way through the extraction of the gentian violet cationic dye. In the application of the system, different conditions for image acquisition and the factors that influence the electroextraction were evaluated, such as percentage of organic solvent in the donor phase, sample dilution and agitation of the system in a univariate way and by multivariate methods factors such as electric potential and time , being defined as optimal conditions, the electrical potential of 300V, time of 20 minutes, percentage of acetonitrile in the donor phase of 37.5%, diluting the sample in deionized water (1:1, v/v), applying agitation during the process. The method showed linearity only for DIA in the range of 0.4 – 1.4 µg mL-¹, requiring a more efficient optimization for the method involving UV-Vis spectrophotometry. The other evaluated figures of merit (precision, quantification limit and recovery) were satisfactory, considering that the objective of the work is the demonstration and functionality of the automated device.
id UFMG_1f7129ce29cb40db306ab38e9e5e912c
oai_identifier_str oai:repositorio.ufmg.br:1843/52462
network_acronym_str UFMG
network_name_str Repositório Institucional da UFMG
repository_id_str
spelling Desenvolvimento, avaliação e aplicação de um dispositivo de preparo de amostras automatizado para extrações assistidas por campos elétricosEletroextração multifásicaAnálise por imagem digitalDoxorrubicinaDispositivo automatizadoEspectrofotometria UV-VisQuímica analíticaPreparação de amostra (Química)Extração (Química)Processamento de imagens – Técnicas digitaisDoxorrubicinaEspectrofotometriaUrina – AnáliseCromatografia líquida de alta eficiênciaEspectrometria de massaEspectrometria de ultra violetaAnálise de variânciaThe sample preparation step brings with it numerous obstacles such as the high demand for time and cost, in addition to being associated with the step with the greatest source of error in a chemical analysis, especially when performed manually at high frequencies. Thus, this work proposes the construction and evaluation of an automated sample preparation device for extractions assisted by electric fields. In addition, the work aims at the application for the extraction of doxorubicin in synthetic urine samples and determination via digital image analysis (DIA) and UV-Vis spectrophotometry. In order to achieve the estimated objectives, the hardware was built using parts printed on a 3D printer and electronic components widely used in prototypes in the most diverse areas. Then, the control code was developed and evaluated using the C++ language for the purpose of performing the automated unit operations. The proof of concept of the device is presented in a qualitative way through the extraction of the gentian violet cationic dye. In the application of the system, different conditions for image acquisition and the factors that influence the electroextraction were evaluated, such as percentage of organic solvent in the donor phase, sample dilution and agitation of the system in a univariate way and by multivariate methods factors such as electric potential and time , being defined as optimal conditions, the electrical potential of 300V, time of 20 minutes, percentage of acetonitrile in the donor phase of 37.5%, diluting the sample in deionized water (1:1, v/v), applying agitation during the process. The method showed linearity only for DIA in the range of 0.4 – 1.4 µg mL-¹, requiring a more efficient optimization for the method involving UV-Vis spectrophotometry. The other evaluated figures of merit (precision, quantification limit and recovery) were satisfactory, considering that the objective of the work is the demonstration and functionality of the automated device.A etapa de preparo de amostra traz consigo inúmeros entraves como a alta demanda de tempo e custo, além de estar associada como a etapa de maior fonte de erro em uma análise química, principalmente quando realizada de forma manual em altas frequências. Desta forma, o presente trabalho propõe a construção e avaliação de um dispositivo automatizado de preparo de amostras para extrações assistidas por campos elétricos. Além disso, o trabalho visa a aplicação para a extração de doxorrubicina em amostras de urina sintética e determinação via análise de imagem digital (DIA) e espectrofotometria UV-Vis. Para que fosse possível alcançar os objetivos estimados, foi feita a construção do hardware utilizando peças impressas em uma impressora 3D e componentes eletrônicos amplamente utilizados em protótipos nas mais diversas áreas. Em seguida, o código controle foi desenvolvido e avaliado utilizando a linguagem C++ para a finalidade de realização das operações unitárias automatizadas. A prova de conceito do dispositivo é apresentada de forma qualitativa através da extração do corante catiônico violeta genciana. Na aplicação do sistema, foram avaliadas diferentes condições para aquisição da imagem e os fatores que influenciam na eletroextração, como porcentagem de solvente orgânico na fase doadora, diluição da amostra e agitação do sistema de forma univariada e por métodos multivariados como potencial elétrico e tempo, sendo definido como condições ótimas, o potencial elétrico de 300V, tempo de 20 minutos, porcentagem de acetonitrila na fase doadora de 37,5%, diluindo-se a amostra em água deionizada (1:1,v/v), aplicando-se agitação durante o processo. O método apresentou linearidade apenas para DIA na faixa de 0,4 – 1,4 µg mL-¹, sendo necessária uma otimização mais eficiente para o método envolvendo espectrofotometria UV-Vis. As outras figuras de mérito avaliadas (precisão, limite de quantificação e recuperação) foram satisfatórias, tendo em vista que o objetivo do trabalho é a demonstração e funcionalidade do dispositivo automatizado.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorUniversidade Federal de Minas GeraisBrasilICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICAPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUFMGRicardo Mathias Orlandohttp://lattes.cnpq.br/8138054200128314Clésia Cristina NascentesJarbas José Rodrigues RohwedderKeyller Bastos BorgesVictor Hugo de Miranda Boratto2023-04-25T19:25:05Z2023-04-25T19:25:05Z2023-02-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1843/52462porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMG2023-04-25T19:25:05Zoai:repositorio.ufmg.br:1843/52462Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oairepositorio@ufmg.bropendoar:2023-04-25T19:25:05Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
dc.title.none.fl_str_mv Desenvolvimento, avaliação e aplicação de um dispositivo de preparo de amostras automatizado para extrações assistidas por campos elétricos
title Desenvolvimento, avaliação e aplicação de um dispositivo de preparo de amostras automatizado para extrações assistidas por campos elétricos
spellingShingle Desenvolvimento, avaliação e aplicação de um dispositivo de preparo de amostras automatizado para extrações assistidas por campos elétricos
Victor Hugo de Miranda Boratto
Eletroextração multifásica
Análise por imagem digital
Doxorrubicina
Dispositivo automatizado
Espectrofotometria UV-Vis
Química analítica
Preparação de amostra (Química)
Extração (Química)
Processamento de imagens – Técnicas digitais
Doxorrubicina
Espectrofotometria
Urina – Análise
Cromatografia líquida de alta eficiência
Espectrometria de massa
Espectrometria de ultra violeta
Análise de variância
title_short Desenvolvimento, avaliação e aplicação de um dispositivo de preparo de amostras automatizado para extrações assistidas por campos elétricos
title_full Desenvolvimento, avaliação e aplicação de um dispositivo de preparo de amostras automatizado para extrações assistidas por campos elétricos
title_fullStr Desenvolvimento, avaliação e aplicação de um dispositivo de preparo de amostras automatizado para extrações assistidas por campos elétricos
title_full_unstemmed Desenvolvimento, avaliação e aplicação de um dispositivo de preparo de amostras automatizado para extrações assistidas por campos elétricos
title_sort Desenvolvimento, avaliação e aplicação de um dispositivo de preparo de amostras automatizado para extrações assistidas por campos elétricos
author Victor Hugo de Miranda Boratto
author_facet Victor Hugo de Miranda Boratto
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Ricardo Mathias Orlando
http://lattes.cnpq.br/8138054200128314
Clésia Cristina Nascentes
Jarbas José Rodrigues Rohwedder
Keyller Bastos Borges
dc.contributor.author.fl_str_mv Victor Hugo de Miranda Boratto
dc.subject.por.fl_str_mv Eletroextração multifásica
Análise por imagem digital
Doxorrubicina
Dispositivo automatizado
Espectrofotometria UV-Vis
Química analítica
Preparação de amostra (Química)
Extração (Química)
Processamento de imagens – Técnicas digitais
Doxorrubicina
Espectrofotometria
Urina – Análise
Cromatografia líquida de alta eficiência
Espectrometria de massa
Espectrometria de ultra violeta
Análise de variância
topic Eletroextração multifásica
Análise por imagem digital
Doxorrubicina
Dispositivo automatizado
Espectrofotometria UV-Vis
Química analítica
Preparação de amostra (Química)
Extração (Química)
Processamento de imagens – Técnicas digitais
Doxorrubicina
Espectrofotometria
Urina – Análise
Cromatografia líquida de alta eficiência
Espectrometria de massa
Espectrometria de ultra violeta
Análise de variância
description The sample preparation step brings with it numerous obstacles such as the high demand for time and cost, in addition to being associated with the step with the greatest source of error in a chemical analysis, especially when performed manually at high frequencies. Thus, this work proposes the construction and evaluation of an automated sample preparation device for extractions assisted by electric fields. In addition, the work aims at the application for the extraction of doxorubicin in synthetic urine samples and determination via digital image analysis (DIA) and UV-Vis spectrophotometry. In order to achieve the estimated objectives, the hardware was built using parts printed on a 3D printer and electronic components widely used in prototypes in the most diverse areas. Then, the control code was developed and evaluated using the C++ language for the purpose of performing the automated unit operations. The proof of concept of the device is presented in a qualitative way through the extraction of the gentian violet cationic dye. In the application of the system, different conditions for image acquisition and the factors that influence the electroextraction were evaluated, such as percentage of organic solvent in the donor phase, sample dilution and agitation of the system in a univariate way and by multivariate methods factors such as electric potential and time , being defined as optimal conditions, the electrical potential of 300V, time of 20 minutes, percentage of acetonitrile in the donor phase of 37.5%, diluting the sample in deionized water (1:1, v/v), applying agitation during the process. The method showed linearity only for DIA in the range of 0.4 – 1.4 µg mL-¹, requiring a more efficient optimization for the method involving UV-Vis spectrophotometry. The other evaluated figures of merit (precision, quantification limit and recovery) were satisfactory, considering that the objective of the work is the demonstration and functionality of the automated device.
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023-04-25T19:25:05Z
2023-04-25T19:25:05Z
2023-02-24
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/1843/52462
url http://hdl.handle.net/1843/52462
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Minas Gerais
Brasil
ICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
Programa de Pós-Graduação em Química
UFMG
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Minas Gerais
Brasil
ICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
Programa de Pós-Graduação em Química
UFMG
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFMG
instname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron:UFMG
instname_str Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron_str UFMG
institution UFMG
reponame_str Repositório Institucional da UFMG
collection Repositório Institucional da UFMG
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@ufmg.br
_version_ 1823248341550497792