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Análise de acetona em ar exalado: desenvolvimento de método eletroanalítico e algoritmo para processamento de sinais (2016)

  • Authors:
  • Autor USP: BATISTA, GUILHERME LOPES - IQ
  • Unidade: IQ
  • Sigla do Departamento: QFL
  • Subjects: QUÍMICA ANALÍTICA; ANÁLISE INSTRUMENTAL; PROCESSAMENTO DE SINAIS; VOLTAMETRIA; COMPOSTOS VOLÁTEIS; CETONA; PROGNÓSTICO
  • Language: Português
  • Abstract: Propõe-se método novo e completo para análise de acetona em ar exalado envolvendo coleta com pré-concentração em água, derivatização química e determinação eletroquímica assistida por novo algoritmo de processamento de sinais. Na literatura recente a acetona expirada vem sendo avaliada como biomarcador para monitoramento não invasivo de quadros clínicos como diabetes e insuficiência cardíaca, daí a importância da proposta. Entre as aminas que reagem com acetona para formar iminas eletroativas, estudadas por polarografia em meados do século passado, a glicina apresentou melhor conjunto de características para a definição do método de determinação por voltametria de onda quadrada sem a necessidade de remoção de oxigênio (25 Hz, amplitude de 20 mV, incremento de 5 mV, eletrodo de gota de mercúrio). O meio reacional, composto de glicina (2 mol·´LPOT.-1´) em meio NaOH (1 mol·´LPOT.-1´), serviu também de eletrólito e o pico de redução da imina em -1,57 V vs. Ag|AgCl constituiu o sinal analítico. Para tratamento dos sinais, foi desenvolvido e avaliado um algoritmo inovador baseado em interpolação de linha base por ajuste de curvas de Bézier e ajuste de gaussiana ao pico. Essa combinação permitiu reconhecimento e quantificação de picos relativamente baixos e largos sobre linha com curvatura acentuada e ruído, situação em que métodos convencionais falham e curvas do tipo spline se mostraram menos apropriadas. A implementação do algoritmo (disponível em http://github.com/batistagl/chemapps) foi realizada utilizando programa open source de álgebra matricial integrado diretamente com software de controle do potenciostato. Para demonstrar a generalidade da extensão dos recursos nativos do equipamento mediante integração com programação externa em linguagem Octave (open source), implementou-se a técnica da cronocoulometria tridimensional, com visualizaçãode resultados já tratados em projeções de malha de perspectiva 3D sob qualquer ângulo. A determinação eletroquímica de acetona em fase aquosa, assistida pelo algoritmo baseado em curvas de Bézier, é rápida e automática, tem limite de detecção de 3,5·´10POT.-6´ mol·´LPOT.-1´ (0,2 mg·´LPOT.-1´) e faixa linear que atende aos requisitos da análise em ar exalado. O acetaldeído, comumente presente em ar exalado, em especial, após consumo de bebidas alcoólicas, dá origem a pico voltamétrico em -1,40 V, contornando interferência que prejudica vários outros métodos publicados na literatura e abrindo possibilidade de determinação simultânea. Resultados obtidos com amostras reais são concordantes com os obtidos por método espectrofotométrico, em uso rotineiro desde o seu aperfeiçoamento na dissertação de mestrado do autor desta tese. Em relação à dissertação, também se otimizou a geometria do dispositivo de coleta, de modo a concentrar a acetona num volume menor de água gelada e prover maior conforto ao paciente. O método completo apresentado, englobando o dispositivo de amostragem aperfeiçoado e o novo e efetivo algoritmo para tratamento automático de sinais voltamétricos, está pronto para ser aplicado. Evolução para um analisador portátil depende de melhorias no limite de detecção e facilidade de obtenção eletrodos sólidos (impressos) com filme de mercúrio, vez que eletrodos de bismuto ou diamante dopado com boro, entre outros, não apresentaram resposta
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 06.01.2016
  • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      BATISTA, Guilherme Lopes; GUTZ, Ivano Gebhardt Rolf. Análise de acetona em ar exalado: desenvolvimento de método eletroanalítico e algoritmo para processamento de sinais. 2016.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2016. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-07042016-090549/ >.
    • APA

      Batista, G. L., & Gutz, I. G. R. (2016). Análise de acetona em ar exalado: desenvolvimento de método eletroanalítico e algoritmo para processamento de sinais. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-07042016-090549/
    • NLM

      Batista GL, Gutz IGR. Análise de acetona em ar exalado: desenvolvimento de método eletroanalítico e algoritmo para processamento de sinais [Internet]. 2016 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-07042016-090549/
    • Vancouver

      Batista GL, Gutz IGR. Análise de acetona em ar exalado: desenvolvimento de método eletroanalítico e algoritmo para processamento de sinais [Internet]. 2016 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-07042016-090549/

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