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Controle de Qualidade em Laboratório > Aula 1 > Flashcards

Aula 1 Flashcards

Analytical and sample preparation methodologies for target analysis (62 cards)

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1
Q

O que é química verde?

A

Filosofia composta por 12 pontos. Procura reduzir e eliminar poluição. Pode ser aplicada a todas os tipos diferentes de química.

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2
Q

Quais são os 12 princípios da química verde?

A
  • Evitar desperdícios.
  • Conceber produtos químicos e químicos mais seguros.
  • Conceber sínteses químicas menos perigosas.
  • Utilizar matérias-primas renováveis.
  • Utilize catalisadores, e não reagentes estequiométricos.
  • Evite os derivados químicos.
  • Maximizar a economia de átomos.
  • Utilize solventes e condições de reação mais seguros.
  • Aumentar a eficiência energética.
  • Conceber produtos químicos e outros materiais que se degradem após a sua utilização.
  • Analise em tempo real para evitar a poluição.
  • Minimize o potencial de acidentes.
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3
Q

Como é que química verde se pode aplicar a química analítica?

A

Escolher uma técnica amiga do ambiente, reduzir o consumo de solventes tóxicos, solventes menos tóxicos, fazer em pequena escala, optimizar informação por análise, eliminar o solvente por completo da amostra etc

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4
Q

Quantos litros gasta LC por ano?

A

5000000 por ano!!

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5
Q

Lista diferentes tipos de LC

A

UPLC, ETLC, Nano-LC, Open tubar-LC, Micro-LC, etc

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6
Q

Quais são os 3 vértices do triângulo da cromatografia?

A

Produtividade, rendimento, resolução

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7
Q

Quais os parâmetros importantes na chromatografia? Fala um pouco de cada um

A
  • Resolução (relação entre a diferença dos tempos de retenção
    e a média das larguras dos picos de dois compostos (RS)
  • Número de pratos (Eficiência N)
  • Seletividade (capacidade de um sistema diferenciar dois compostos (alpha))
  • Gráficos cinéticos
  • Capacidade máxima
  • Declarações de Giddings
  • Importância da espectrometria de massas
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8
Q

A expressão matemática de resolução relaciona o quê com quê?

A

o número de pratos com o fator de seletividade com o fator de retenção. ver exp no ppt

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9
Q

A expressão matemática do tempo de retenção relaciona o quê com o quê?

A

O comprimento da coluna com o seu diâmetro

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10
Q

Para melhorar a resolução podemos…

A

aumentar o numero de pratos, o tempo de retenção aumentando a seletividade, etc

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11
Q

Para melhorar a resolução cromatográfica:

A

Melhorar a seletividade (α) proporciona o maior ganho, especialmente quando α está próximo de 1.

Aumentar a eficiência (N) proporciona uma melhoria moderada, mas com rendimentos decrescentes.

Ajustar a retenção (k) só é útil dentro de uma gama ideal.

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12
Q

O que dizem os Giddings statements

A

Para resolver 98% dos compostos, a capacidade de peak tem que exceder o número de componentes por 100!!. 100 solutos? a capacidade max de picos tem que ser 10000!! ou N de pratos de 100000000!!

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13
Q

Para que serve synthetic phenolic antioxidants (SPAs)?

A

 O palmitato de ascorbilo (AP) e os antioxidantes fenólicos sintéticos (AFEs) são adicionados aos alimentos
para evitar a oxidação de ácidos insaturados em óleos e gorduras
 Directiva do Parlamento Europeu e do Conselho n.º 95/2/CE (1995) e Código dos EUA de
a regulamentação impõe limites para alguns antioxidantes e proíbe o uso de outros.

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14
Q

What is the advantage of UHPLC?

A

High throughput LC significantly reduces analysis time (by ~2x)
Maintains separation quality and resolution
Uses slightly more aggressive conditions (flow rate, temperature, pressure)
Ideal for speeding up workflows in demanding analytical settings

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15
Q

Quais são as alternativas verdes para LC?

A
  • Substituição de solventes orgânicos perigosos
  • Pré-seleção dos constituintes da fase móvel verde por QbD (Qualidade por
    Projeto)
  • Constituintes da fase móvel
  • H2O, EtOH, CO2
  • Aditivos HCOOH, NH4OH, HCOONH4
  • Constituintes da fase móvel
  • Otimização da fase estacionária
  • Otimização da temperatura
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16
Q

Como o PALC se alinha com a química verde:

A
  1. Reduz os solventes perigosos
    O HPLC tradicional utiliza grandes volumes de solventes orgânicos como a acetonitrila ou o metanol. O PALC reduz drasticamente ou elimina os solventes orgânicos, favorecendo as fases ricas em água.
  2. Promove uma química mais segura
    A água não é tóxica, não é inflamável e é barata, tornando o PALC inerentemente mais seguro e sustentável.
  3. Reduz o desperdício e os custos
    Menor utilização de materiais orgânicos = menos resíduos e menores custos de eliminação.
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17
Q

O que entendes por Two-dimensional chromatography (2D-xC)

A
  • Combinação on-line de diferentes métodos de separação cromatográfica
    mecanismos
  • Injetar parte do efluente ou o efluente total de uma coluna
    (1D) numa segunda coluna (2D), idealmente com ortogonal
    comportamento de separação
  • xC×xC abrangente (LC×LC e GC×GC)
  • De corte de coração (xC-xC), de corte de coração múltiplo (xC-xC) e de alto
    amostragem de resolução
    Isto com o objetivo de
  • aumentar o poder de separação (para amostras complexas)
  • tornar o 1D compatível com a espectrometria de massas
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18
Q

Como funciona, passo a passo, um LC-LC interface?

A

Coleção de frações:
-O efluente da coluna 1D flui para o Loop A, enquanto o Loop B está ligado à coluna 2D.

Troca:
-Após um tempo de modulação definido (por exemplo, 30 segundos), a válvula comuta:
–Agora o Loop B recolhe a próxima fracção de 1D
–O Loop A injeta o seu conteúdo em 2D

Repetição:
-Este ciclo continua durante toda a análise, permitindo que cada porção da separação 1D seja analisada na dimensão 2D.

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19
Q

Num espetro LC*LC, se o eixo do x for NPLC e o do y RPLC, o que isto significa?

A

Se o eixo Y está marcado como RPLC (Reversed-Phase Liquid Chromatography) e o eixo X como NPLC (Normal-Phase Liquid Chromatography), isso te dá informações importantes sobre como os compostos foram separados e como interpretar o espectro LC×LC.

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20
Q

Como ler um espetro LC*LC?

A

Eixo X – NPLC (fase normal):
Vai da baixa para alta polaridade
Compostos mais não polares (hidrofóbicos) aparecem à esquerda
Compostos mais polares aparecem à direita

Eixo Y – RPLC (fase reversa):
Vai da alta para baixa polaridade
Compostos mais polares aparecem na parte inferior
Compostos mais hidrofóbicos aparecem no topo

Compostos localizados na região inferior-esquerda do gráfico são muito apolares, pois são eluídos rapidamente em ambas as fases — tanto na NPLC quanto na RPLC. Já os compostos na região inferior-direita são polares, pois apresentam forte retenção na NPLC (demoram mais para sair na 1ª dimensão), mas saem rapidamente na RPLC (pouca retenção na 2ª dimensão). Na região superior-esquerda, encontram-se compostos hidrofóbicos e apolares, que passam rapidamente pela NPLC, mas são fortemente retidos na RPLC. Por fim, a região superior-direita representa compostos tanto polares quanto hidrofóbicos — uma combinação rara — que são fortemente retidos em ambas as dimensões.

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21
Q

Vantagens da LC*LC:

A

A combinação NPLC × RPLC oferece alta ortogonalidade, pois separa compostos com base em propriedades muito diferentes (polaridade vs. hidrofobicidade).

Picos bem espalhados pelo gráfico indicam uma boa cobertura química e um sistema de separação eficiente.

Se os picos se alinham em padrões diagonais, pode haver correlação entre as fases (menor ortogonalidade).

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22
Q

SCX×RPLC, Protein Analysis – tryptic digest. O que é?

A

A primeira separa por cargas e a seguinte por hidrofobicidade. (rplc=mais polares saem primeiro)

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23
Q

Qual é o melhor gás para se usar em GC?

A

Sendo hélio caro e raro e nitrogénio não tendo as melhores propriedades de gás para GC, químicos analíticos têm tentado usado hidrogénio como uma alternativa de gás para GC que em teoria é bastante bom.

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24
Q

Como é que os pratos teóricos se relacionam com eficiência?

A

Uma medida da eficiência de uma coluna cromatográfica é a altura equivalente para uma placa teórica ou altura de placa H
H = L/N
H é dependente da velocidade linear da fase móvel (H2, He e N2)
As curvas de Van Deemter explicam a relação

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25
Quais são os parâmetros de eficiência numa coluna de GC?
1) Fase estacionária 2) Diâmetro da coluna 3) Espessura do filme 4) Comprimento 5) Gás de arraste e velocidade linear 6) Temperatura de funcionamento
26
Quanto mais pequeno o diâmetro da coluna em GC...
maior a eficiência! menos velocidade=mais resolução
27
O que significa maior film thickness em GC?
aumenta os Tr ---> aumenta as resoluções
28
O que entendes por Phase ratio em GC (ß)
ß = d/4df. função que relaciona o diâmetro interno e a film thickness. Maior ß = maior diâmetro interno ou menor film thickness ----> melhor para moléculas grandes. O oposto? ß << ---> mais fase estacionária available para compostos voláteis.
29
Efeito do comprimento da coluna...
maior comprimento, mais eficiência mas mais tempos de espera
30
Efeito da temperatura no GC...
valores k baixarem com o aumento da temp. temp muito alta faz com que os picos saiam todos juntos.
31
Quais os problemas que podem existir com linear programs de temperatura.
peak switching se chegarmos a valores tipo 24ºC/min
32
Importância de oven temperature.
Impacts the reproducibility on Retention Times If the “real” oven temperature does not match with the programmed values.
33
Porque é que é necessário preparar a amostra que vamos analisar em cromatografia?
*Concentração: O(s) analito(s) alvo não está(ão) suficientemente concentrado(s) para análise quantitativa detecção *Compatibilidade: A amostra não é compatível ou seria prejudicial para o seu sistema cromatográfico *Limpeza: Os componentes da matriz da amostra irão interferir na análise
34
Existe uma metodologia única para a preparação de todas as amostras?
– Não existe um método de preparação ideal para todas as amostras ou matrizes – Os próprios métodos influenciam a composição final dos analitos ou pode modificar a composição relativa da amostra
35
De cima para baixo, quais são os componentes de uma coluna de extração SPE?
A embalagem em que a coluna está (de vidro ou polipropileno plastico) e depois uma fase estacionária entre duas camas FRIT (20 picometros de polipropileno ou PTFE)
36
Quais são os 4 passos para preparar a matrix da SPE?
A - Condicionamento B – Exemplo de aplicação C – Eliminação de interferentes D – eluição dos analitos
37
Em que fases de colunas cromatográficas acontece absorption ou adsortion?
Absortion= reversed phase Adsortion= normal phase
38
O que é o volume de ruptura?
O volume de ruptura é o ponto onde o analito começa a sair da coluna, indicando saturação do sorvente. Um maior volume de ruptura significa melhor capacidade de retenção e maior eficiência. Deve-se evitar que o analito "escape" antes da eluição desejada.
39
Numa coluna, normalmente é melhor um fluxo rápido ou lento?
Para melhorar a eficiência, a amostra deve ser aplicada a um fluxo mais lento, permitindo maior interação entre o analito e a fase estacionária.
40
Relaciona k com recuperação.
A recuperação melhora com maior retenção (log k’). É essencial escolher um sorvente com afinidade adequada para o analito, maximizando a capacidade e eficiência do SPE.
41
O que significa SPME?
Solid-phase microextraction.
42
Como é o procedimento de SPME, de uma maneira geral?
Procedimento de extração: Espeta-se o septum com o instrumento. Expõe-se o SPMA expondo-o ao headspace. retira-se Procedimento de desorção: fura-se o spetum na entrada correspondente do GC (ou interface spme-hplc). expõe-se as fibras de SPME onde os analitos sofrem desorção (termal), mas também podia ser em meio líquido. e retira-se a agulha.
43
Como escolher uma fibra de SPME?
* Polaridade do analisador * Peso molecular do analito * Polaridade da fibra * Mecanismo de extração* adsorção ou * absorção, * Concentração do analito – limites de deteção
44
Diz uma fibra bastante comum em SPME (não polar)
PDMS (polidimethylsiloxane)
45
Normalmente, que tipo de mecanismos de extração fazem cada tipo de fiber coatings?
fibras líquidas (PDMS) aborvem, fibras sólidas (CARB/CW/DVB) adorbem
46
Porque é que PDMS mais fino aborve moléculas maiores?
🔹 PDMS mais fino (por exemplo, 7 µm): Tem menos massa e, por isso, caminhos de difusão mais curtos, permitindo um equilíbrio mais rápido para moléculas maiores e de difusão mais lenta. Os compostos de MW maiores, que se difundem lentamente, podem ainda atingir o equilíbrio no revestimento fino dentro dos tempos típicos de extração. Portanto, parecem ser extraídos de forma mais eficiente em aplicações práticas. 🔹 PDMS mais espesso (por exemplo, 100 µm): Tem maior capacidade de sorção, mas: Percursos de difusão mais longos diminuem a taxa a que moléculas grandes de MW penetram em toda a profundidade. Para tempos de amostragem curtos, apenas as moléculas mais pequenas e de difusão mais rápida são absorvidas eficientemente.
47
Porque é que carboxen tem um range de baixos MW?
⚙️ Características: Altíssima área superficial. Poros extremamente pequenos → ideal para moléculas pequenas e voláteis. Tem comportamento parecido com adsorventes físicos → retém moléculas por tamanho e forma. 🔽 Por isso: Moléculas grandes têm dificuldade de entrar nos poros, ou ficam presas e não se dessorvem bem, comprometendo a análise. Excelente para gases e compostos voláteis de baixa massa molecular (por exemplo, solventes, BTEX).
48
Porque é que TPR tem um range de altos MW?
⚙️ Características: Combina polímero não polar (PDMS) com adsorventes (como DVB e Carboxen). Isso dá uma ampla faixa de polaridade e capacidade de reter moléculas grandes e complexas. A inclusão de PDMS permite boa difusão de compostos grandes e menos voláteis. 🔼 Por isso: É mais eficiente para compostos com maior massa molecular, como semi-voláteis, fragrâncias, pesticidas, ou hidrocarbonetos de cadeia longa.
49
Como variam os resultados pré-equilíbrio e durante o equilíbrio?
Durante o pré-equilíbrio, mesmo pequenas mudanças no tempo mudam drasticamente a quantidade de analito adsorbida. Em equilibrio, o tempo não altera muito.
50
O que entendes por SBSE? Como funciona?
O SBSE é um método de preparação de amostras utilizado principalmente para a extração de compostos orgânicos de líquidos (como água, bebidas ou fluidos biológicos). Utiliza uma barra de agitação magnética revestida com um material sorvente, mais comummente PDMS (polidimetilsiloxano). Durante a extração, a barra de agitação é colocada na amostra líquida e agitada, permitindo que os analitos sejam particionados no revestimento.
51
Quem faz higher recoveries, SBSE ou SPME?
Devido à menor relação de fases (β) (volume da fase líquida /PDMS fase) em comparação com o SPME, podem ser alcançadas recuperações mais elevadas com SBSE.
52
Quais são as aplicações de SPME-SBSE?
* Compostos orgânicos em meios aquosos: pesticidas, PAHs, COV, sabores (geosmina, TCA, MIB) * “espaço livre” para amostras sólidas: Hidrocarbonetos nos solos * Análise de odores, alimentos e bebidas: terpenos em amostras de vegetais, vinhos e sumos * Solventes residuais em produtos farmacêuticos * Monómeros em polímeros
53
O que é o método de quechers?
Um método de extração elegante juntamente com a limpeza e remoção açúcares, lípidos, ácidos orgânicos, esteróis, proteínas, pigmentos e vestígios de água Alternativa fácil às metodologias de extração tradicionais, líquido-líquido e em fase sólida
54
Quais são os 2 passos de o método de extração de Quechers?
1) as amostras homogeneizadas são extraídas e particionadas utilizando um solvente orgânico e solução salina. 2) O sobrenadante é então extraído e limpo utilizando um sólido dispersivo técnica de extração de fases (dSPE).
55
O que é dSPE?
É uma forma rápida e simples de limpar amostras líquidas após a extração. Em vez de passar a amostra por uma coluna (como na SPE tradicional), na dSPE você adiciona diretamente o material adsorvente (fase sólida) dentro do tubo de amostra, mistura, e depois centrifuga.
56
Quais são os passos de dSPE?
A amostra (geralmente extrato de alimentos ou fluidos biológicos) é colocada em um tubo. São adicionados sais e adsorventes sólidos, como: PSA (Primary Secondary Amine) – remove ácidos orgânicos e açúcares. C18 – remove lipídios. MgSO₄ – seca a amostra (remove água). Carvão ativado – remove pigmentos. A mistura é agitada ou vortexada para dispersar o adsorvente. A amostra é centrifugada e o sobrenadante limpo é retirado para análise (normalmente por GC-MS ou LC-MS).
57
O que são MIPs?
* São receptores macromoleculares sintéticos, utilizados para fins analíticos (concentração ou purificação), que apresentam uma elevada seletividade em relação para um determinado analito * A “impressão molecular” é um processo que em teoria forma microcavidades num polímero sintético que são complementares em relação a um dado analito
58
O que significa MEPS?
Micro Extraction by Packed Sorbent
59
Quais sãp«o as diferenças de MEPS com SPE?
O MEPS é uma miniaturização do SPE, com as seguintes diferenças: * Permite trabalhar com amostras de volumes inferiores – 10μl versus centenas/milhares de μl em SPE * Pode ser totalmente automatizado - extração e injeção realizadas “on-line” utilizando uma seringa colocada num amostrador automático para LC ou GC * Reduz significativamente o volume de solventes utilizados e a amostra manuseio * Permite concentrar volumes de amostra maiores (1 mL) através de múltiplos Doses de 100μL ou 250μL * Os cartuchos são reutilizáveis ​​– 40 a 100 amostras dependendo da matriz * A fase pode ser eficientemente “lavada” entre extracções eliminando potenciais transferências – impraticável no SPE clássico
60
Um exemplo de amostra em que se usa MEPS...
fenois em águas residuais
61
Compara MEPS, SPE e SPME
MEPS é rápido (1–2 min), reutilizável (até 100x) e usa pouco sorvente, com boa recuperação e sensibilidade. SPE é demorado, descartável, usa muito sorvente, mas também tem boa recuperação e sensibilidade. SPME é reutilizável (50–70x), mais lenta e menos sensível, devido à baixa quantidade de sorvente.
62
O que entendes por Single Drop Micro Extraction? (SDME)
Single Drop Microextraction (SDME) é uma técnica de microextração líquida extremamente simples, onde uma única gota de solvente orgânico (ou aquoso) é suspensa na extremidade de uma agulha de seringa ou micropipeta e utilizada para extrair analitos de uma amostra líquida ou gasosa. 🧪 Como funciona a SDME? Uma gota (1–10 µL) de solvente é suspensa na ponta de uma agulha ou inserida num sistema fechado. A amostra líquida (ou o headspace acima dela) é agitada. Os analitos migram da matriz para a gota por partição líquido-líquido ou headspace-líquido. Após o tempo de extração, a gota é recolhida e injetada diretamente em um cromatógrafo (como GC ou HPLC).

Controle de Qualidade em Laboratório (3 decks)

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