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ORCID:  http://orcid.org/0000-0001-5482-5145
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Desenvolvimento de uma língua optoeletrônica utilizando dispositivos microfluídicos em papel para identificação de bebidas contaminadas com drogas de abuso
Alternate title (s): Development of a microfluidic paper-based optoelectronic tongue for the identify drinks contaminated with drugs of abuse
Author: Dias, Bárbara Cristina
First Advisor: Petruci, João Flavio da Silveira
First member of the Committee: Salles, Maiara Oliveira
Second member of the Committee: Takeuchi, Regina Massako
Summary: A escopolamina (SCP) é um alcaloide natural extraído de plantas da família Solanaceae e é amplamente utilizado para diversas aplicações, desde fins medicinais até atividades criminosas. Por exemplo, esse composto é adicionado a bebidas com intenção criminosa, numa prática conhecida popularmente como “Boa Noite, Cinderela”, causando efeitos sobre o sistema nervoso central do indivíduo. Testes colorimétricos são considerados uma ferramenta bastante útil para identificar substâncias suspeitas on site e se baseiam em reações químicas rápidas que resultam em mudanças visuais de cor. Eles são populares devido à sua simplicidade inerente, baixo custo e portabilidade, entretanto, em muitos casos, os resultados de tais testes podem não ser conclusivos, em parte por causa da interferência de espécies químicas semelhantes. A proposta da presente dissertação é o desenvolvimento de uma língua optoeletrônica utilizando dispositivo microfluídico em papel – denominada de µOPTO - composta por um arranjo de seis reagentes colorimétricos capazes de discriminar a escopolamina de alcaloides semelhantes e em bebidas alcoólicas. O método de impressão a cera foi empregado para fabricar o dispositivo com seis pontos circulares para acomodação dos reagentes conectados a um ponto centralizado para permitir reações simultâneas com uma única injeção de amostra. As mudanças de coloração relacionadas a cada reação foram usadas para construir mapas diferenciais com uma impressão digital única para cada substância química. A partir da diferença na intensidade de cor antes e após a interação com os compostos em análise, as ferramentas quimiométricas PCA (do inglês Principal Component Analysis, Análise de Componentes Principais) e HCA (do inglês Hierarchical Cluster Analysis, Análise de Agrupamentos Hierárquicos) foram utilizadas para discriminar os diferentes alcaloides e diferentes bebidas contaminadas com escopolamina. Os resultados mostraram que pequenas quantidades de escopolamina (na faixa de µg) foram identificadas em diferentes bebidas, comprovando que nosso dispositivo tem potencial para ser usado on site para identificar e prevenir a ingestão de amostras contaminadas.
Abstract: Scopolamine (SCP) is a natural alkaloid extracted from Solanaceae family and is widely used for several applications, from clinical purposes to criminal activities. For instance, SCP is added to drinks with criminal intent, in a practice popularly known as “Good Night, Cinderella”, causing effects on the individual's central nervous system. Colorimetric tests are considered a very useful tool to identify suspicious substances on site and are based on rapid chemical reactions that result in visual color changes. Colorimetric tests are popular because of their inherent simplicity, low cost, and portability, however, in many cases, the results of such tests may not be conclusive, in part because of interference from similar chemical species. The purpose of this dissertation is the development of an optoelectronic tongue using a paper-based microfluidic device – so-called µOPTO - composed of six reagents instead of a single specific test, capable of discriminating scopolamine from similar alkaloids and different alcoholic beverages. The wax printing method was used to fabricate the device with six circulars spots for accommodation of reagents connected to a centralized spot to allow simultaneous reactions with a single sample injection. The color changes related to each reaction were used to build differential maps with a unique fingerprint for each analyte. Based on this information (RGB values), the chemometric tools PCA (Principal Component Analysis) and HCA (Hierarchical Cluster Analysis) were used to discriminate among the samples and beverages spiked with scopolamine. The results showed that small amounts of the drug (i.e. µg) were identified in different beverages, proving that our device has the potential to be used on site to prevent the ingestion of contaminated samples.
Keywords: Boa Noite, Cinderela
Língua optoeletrônica microfluídica à base de papel
Imagens digitais
Colorimetria
Ferramentas quimiométricas
Good Night, Cinderella
Microfluidic paper-based optoelectronic tongue
Digital images
Chemometric tools
Química
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Química
Quote: DIAS, Bárbara Cristina. Desenvolvimento de uma língua optoeletrônica utilizando dispositivos microfluídicos em papel para identificação de bebidas contaminadas com drogas de abuso. 2021. 82 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.378.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.378
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32535
Date of defense: 22-Jul-2021
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