Concentradores vivos para detecção de traços de nanocontaminantes em ecossistemas hídricos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SILVA, Sueli Tavares de Souza
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/38973
Resumo: SILVA, Sueli Tavares de Souza, também é conhecida em citações bibliográficas por: SOUZA SILVA, Sueli Tavares de OLIVEIRA, Petrus d'Amorim Santa Cruz, também é conhecido em citações bibliográficas por: SANTA-CRUZ, Petrus D'Amorim
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Tese (Doutorado em Ciência de Materiais) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2020.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/38973SILVA, Sueli Tavares de Souza, também é conhecida em citações bibliográficas por: SOUZA SILVA, Sueli Tavares de OLIVEIRA, Petrus d'Amorim Santa Cruz, também é conhecido em citações bibliográficas por: SANTA-CRUZ, Petrus D'AmorimA detecção rápida e eficiente de traços de nanocontaminantes em Ecossistemas Aquáticos tem sido um dos desafios da atualidade, diante do crescente volume de efluentes industriais e subprodutos da industrialização, com novas classes de contaminantes antropogênicos, como nanopartículas metálicas utilizadas em produtos e processos nanotecnológicos. Para se ir além dos limites de detecção disponíveis, a pré-concentração de analitos é uma das alternativas em análises qualiquantitativas, mas ainda é considerada o "calcanhar de Aquiles" de muitos procedimentos analíticos. A presente pesquisa objetivou comprovar que microcrustáceos do gênero Artemia podem funcionar como concentradores vivos de nanocontaminantes presentes em ambientes aquáticos, facilitando a posterior detecção a partir de técnicas analíticas. Como Prova de Conceito (PoC), foi utilizada a Artemia franciscana (Kellogg, 1906), identificada molecularmente e os micropoluentes modelo: nanopartículas de prata (NPs Ag), nanotubos de carbono (NTC) e quantum dots (QDs), e como métodos de análises a espectrometria de absorção na região UV-Visível (UV-Vis), espectrometria de emissão ótica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES), a espectroscopia Raman (ER), a espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS) além das microscopias de fluorescência (MF), ótica (MO) e a eletrônica de varredura (MEV). A PoC para verificação da capacidade de filtração e concentração de micropoluentes foi obtida a partir de bioensaios nos quais os náuplios foram expostos a nanomateriais. Através de medidas por espectrometria molecular UV-Vis do filtrado, determinou-se a relação entre o tempo de exposição das larvas naupliares e sua capacidade filtradora não seletiva, a partir da diminuição em função do tempo da banda de absorção de ressonância plasmônica das NPs Ag, resultado da retenção nos microcrustáceos. O protocolo de digestão de amostras mostrou-se eficiente, possibilitando a decomposição total da amostra. Para NTC, o monitoramento da atividade concentradora dos náuplios foi feita pela identificação das três bandas características no espectro Raman deste nanomaterial no interior dos microcrustáceos. Para os QDs, a atividade filtradora foi monitorada pela fluorescência emitida ao longo do tubo intestinal das larvas naupliares. Utilizando-se a prata como micropoluente modelo para a determinação de uma função de correlação entre a concentração nominal medida pela espectrometria UV-Vis e a concentração real do analito, um dispositivo pré-concentrador, utilizando microcrustáceos como motores filtradores vivos, foi desenvolvido e patenteado. Esse dispositivo pode ser usado como ferramenta analítica para a detecção de traços desses poluentes quando as concentrações estão abaixo dos limites confiáveis de detecção, produto final desta pesquisa.The early and efficient detection of traces of nano-pollutants in Aquatic Ecosystems has been one of the current challenges, given the growing volume of industrial effluents and by-products of industrialization, with new classes of anthropogenic contaminants, such as nanoparticles used in nanotechnology products and processes. To go beyond the available detection limits, pre-concentration of analytes has emerged as one of the most promising alternatives in qualiquantitative analysis, but it is still considered the "Achilles' heel" of many analytical procedures because it involves the use of expensive equipment and reagents, steps with long periods and complex pre-treatments. This research aimed to prove that microcrustaceans of the Artemia genus can function as living concentrators of nano-pollutants present in aquatic environments, facilitating subsequent detection through analytical techniques. In a Proof of Concept (PoC), the Artemia franciscana (Kellogg, 1906), which was molecularly identified, was used with the following nano-pollutants model: silver nanoparticles (NPs Ag), carbon nanotubes (NTC) and quantum dots (QDs), and as methods of analysis, the absorption spectrometry in the UV-Visible region (UV-Vis), optical emission spectrometry with inductively coupled plasma (ICP OES), the Raman spectroscopy (ER), the energy dispersive X-Ray spectroscopy (EDS) and also the microscopies of fluorescence (MF), optics (MO) and scanning electron (SEM). A PoC to verify the filtration capacity and concentration of micropollutants was achieved from bioassays in which nauplii were exposed to nanomaterials. Through measurements by molecular spectrometry of filtered, was determinate the ratio between the time of exposure of nauplii larvae and their non-selective filtering capacity, based on the decrease as a function of time of the plasmon resonance absorption band of Np Ag, as the result of retention inside the microcrustaceans. The sample digestion protocol proved to be efficient, allowing a total sample decomposition. For NTC, the monitoring of the nauplii concentrating activity was done by identifying the three characteristic bands in the Raman spectrum of this nanomaterial inside the microcrustaceans. For QDs, the filtering activity was monitored by the fluorescence emitted along the intestinal tube of naupliar larvae. Using silver as a micropollutant model for the determination of a correlation function between the nominal concentration measured by the UV-Vis spectrometry and the actual analyte concentration, a pre-concentrator device using microcrustaceans as live filter motors was developed and patented. This device can be used as an analytical tool for the detection of traces of these pollutants when concentrations are below reliable detection limits, being the final product of this research.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Ciencia de MateriaisUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessMateriais não metálicosArtêmiaMicrocrustáceosConcentradores vivosConcentradores vivos para detecção de traços de nanocontaminantes em ecossistemas hídricosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALTESE Sueli Tavares de Souza Silva.pdfTESE Sueli Tavares de Souza Silva.pdfapplication/pdf3963242https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/38973/1/TESE%20Sueli%20Tavares%20de%20Souza%20Silva.pdfd95481dc77b6ba0635b4c340b351dec6MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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