Áreas de Estudos
Espectrometria de Massas Ambiente
A espectrometria de massas ambiente (do inglês, Ambient Mass Spectrometry – AMS) é uma área que abrange inúmeras técnicas de ionização para formar íons de maneira simples, rápida e com a mínima interferência na amostra. A AMS se desenvolveu a partir de 2004 com o intuito de viabilizar a detecção e quantificação de compostos químicos presentes em amostras complexas diretamente de seu estado natural, sem a utilização de métodos de separação ou extração. Uma técnica de AMS importante e muito utilizada é a Paper Spray Ionization (PSI). A PSI utiliza um substrato de papel celulose que acomoda a amostra e ao mesmo tempo permite a ionização dos analitos após a adição de solvente e a aplicação de um alto potencial no papel. Em nosso laboratório utilizamos a PSI e desenvolvemos novos métodos de ionização ambiente, como a Fiber Spray Ionization (FSI), para detecção e quantificação de drogas de abuso, toxicologia forense, controle de qualidade de alimentos e bebidas, dentre outros estudos.
Figura 1. Ilustração de detecção de diversas matrizes por FT-ICR MS por J. F. A. Filho, N. A. Santos, K. B. Borges, V. Lacerda, F. S. Pelição, W. Romão, Rapid Commun. Mass Spectrom. 2020. Acesso em:< https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/rcm.8747>
Petroleômica
Desenvolvimento de processos e metodologias de caracterização de petróleos, derivados e frações. Pesquisas nesta área são de suma importância, visto que petróleo ainda é a matriz energética mais utilizada no mundo. Entre os exemplos de linhas de pesquisa em petroleômica pode-se destacar a caracterização de parafinas, asfaltenos, hidratos e naftenatos, A formação de depósitos na indústria do petróleo é decorrente de acúmulos destas matérias orgânicas. Por ser um problema complexo e caro para a indústria petrolífera, mediante a possíveis paradas na produção, estas espécies são amplamente estudadas. Além disso, a composição do petróleo e suas frações é variável de acordo com a origem, fato que contribui para a complexidade desta matriz e justifica o grande número de estudos em petróleo. Atualmente são linhas de pesquisa dentro de petroleômica no Laboratório de Petroleômica e Forense: metodologias de separação para isolamentos de ácidos naftênicos tetrapróticos, conhecidos como ARNs; estudos de ionização de parafinas, sufracionamento de asfaltenos e estudos com cimento asfáltico de petróleo (CAP). Todos visam o alcance de uma compreensão detalhada da composição, fornecendo informações como fórmulas moleculares (CcHhOoNn), perfil isotopólogo, classes de compostos, grau de insaturação (DBE e diagrama de van Krevelen), grau de alquilação (distribuição de número de carbono) e distribuição da massa molecular mássica média (Mw).
Figura 2. Ilustração de análises em petroleômica e resultados obtidos pelo processamento.
Química Forense
A química forense é o ramo das ciências forenses voltado para a produção de provas materiais para a justiça, através da análise de substâncias diversas em matrizes, tais como drogas lícitas e ilícitas, venenos, acelerantes e resíduos de incêndio, explosivos, resíduos de disparo de armas de fogo, combustíveis, tintas, fibras, dentre outros.(Química Nova, 34, 1717, 2011) Dentro desta linha de pesquisa, destaca-se trabalhos em Balística, Documentoscopia, Toxicologia Forense, controle e qualidade de combustíveis e segurança alimentar. O laboratório de Petroleômica & Forense faz uso de espectrometria de massas e diferentes técnicas de ionização ambiente (ELI, PSI e outras), de análises por imagem digital (RGB) e também de espectroscopia vibracional infravermelho e Raman.
Figura 3. Ilustração de detecção de adulteração de petróleo e combustíveis por microNIR e Quimiometria por Radigya M.Correia et al. Talanta 2018, 176, 26. Acesso em: http:// https://doi.org/10.1016/j.talanta.2017.07.094
Figura 4. Ilustração de Análise de drogas de abuso e medicamentos por espectroscopia portátil de infravermelho próximo por Radigya M.Correia et al. Analytical Methods, 2018, 10(6), 593-603. Acesso em: https://doi.org/10.1039/C7AY02998E
Agronegócio e química dos alimentos
A produção de alimentos em vários segmentos define o Brasil como competitivo, inovador e sustentável, sendo o país reconhecido internacionalmente por ser autossuficiente e um dos principais exportadores de produtos alimentícios. Dentre as áreas encontram-se a cafeicultura e a fruticultura. A qualidade dos cafés e das frutas (sendo o primeiro principal produto de exportação do Brasil e do estado do Espírito Santo) está diretamente relacionada a sua composição química. O processo de colheita, sistema de cultivo, espécie e adulterações afetam as características do produto final. Para tais discriminações são necessárias técnicas analíticas que apresentem resultados confiáveis, seletivos e apresentem pouco ou nenhum preparo de amostra. Desta maneira, através dos resultados por ESI-MS são construídos protocolos de ensaios a fim de monitorar o controle de qualidade de cafés.
Figura 5. Ilustração de estudo sobre perfis químicos de café Robusta e Arábica por ESI (-) FT-ICR MS e ATR-FTIR por Radigya M.Correia et al. Analytical Methods, 2016,8, 7678-7688. Acesso em: https://doi.org/10.1039/C6AY02501C
Imageamento químico
A imagem por espectrometria de massa tem o potencial de fornecer novos insights sobre a análise molecular de diversas matrizes, fornecendo informações sobre a distribuição espacial de moléculas presentes na superfície analisada. O presente grupo de pesquisa tem desenvolvido estudos utilizando o imageamento por espectrometria de massas em drogas naturais Cannabis e Erythroxylum coca, Desing drugs, cruzamento de traços de caneta (documentoscopia) e metabólitos diretamente de tecidos animais.
Figura 6. Ilustração de estudo de imageamento por MALDI-FT-ICR MS.
