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Desenvolvimento e avaliação de moduladores microfluídicos planares e livre de consumíveis para cromatografia gasosa bidimensional abrangente

Processo: 15/05059-9
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Data de Início da vigência: 01 de julho de 2015
Data de Término da vigência: 30 de junho de 2017
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
Pesquisador responsável:Leandro Wang Hantao
Beneficiário:Leandro Wang Hantao
Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
Pesquisadores associados: Angelo Luiz Gobbi ; Renato Sousa Lima
Assunto(s):Instrumentação analítica  Cromatografia gasosa bidimensional abrangente  Microfluídica 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Cromatografia Gasosa Bidimensional Abrangente | Cromatografia Gasosa Multidimensional | Instrumentação Analítica | Microfabricação | Microfluídica | Técnicas Cromatográficas Multidimensionais | Cromatografia Gasosa Multidimensional

Resumo

A análise da fração volátil e semi-volátil de amostras complexas não é uma tarefa trivial em virtude de sua elevada quantidade de constituintes e sua ampla diversidade de propriedades físico-químicas. Dentre as técnicas de análise instrumental disponíveis atualmente, a cromatografia gasosa bidimensional abrangente destaca-se com excelência para a separação, detecção e identificação de compostos orgânicos, sejam de amostras biológicas, alimentos ou derivados petroquímicos. Entretanto, atualmente, acreditamos que um dos principais fatores que ainda restringe o seu uso em análises rotineiras é o seu altíssimo gasto com consumíveis (e.g., nitrogênio líquido). Logo, o presente projeto propõe o desenvolvimento e avaliação de moduladores microfluídicos livre de consumíveis como alternativa aos moduladores criogênicos disponíveis comercialmente. Para isso, iremos explorar princípios fundamentais de cromatografia e combiná-los ao que há de mais recente em troca de calor em dispositivos eletrônicos. Os protótipos consistirão de moduladores térmicos de dois estágios, nos quais serão combinados alternadamente etapas de aprisionamento por sorção e dessorção térmica. O aprisionamento dos analitos ocorrerá pela sorção dos analitos em uma fase estacionária espessa não-seletiva (e.g., poli(dimetilsiloxano)) combinada a baixas temperaturas de operação para favorecer a constante de distribuição do analito no sistema bifásico. Já a dessorção dos analitos será feita termicamente pelo uso de sistemas de aquecimento resistivo microfabricados e de baixa massa térmica. Além disso, dentre os inúmeros parâmetros experimentais que serão avaliados e otimizados, destaca-se o estudo da geometria dos canais de modulação, pois estes irão controlar a transferência de calor e, em especial, as velocidades lineares médias das bandas cromatográficas no modulador microfluídico. Por fim, os resultados deste trabalho serão cruciais para aprimorar nosso entendimento sobre a modulação térmica e sortiva em sistemas microfabricados para GC×GC. Espera-se que o conhecimento científico gerado aqui possa culminar no desenvolvimento de um modulador para GC×GC econômico e comercializável. (AU)

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Publicações científicas (9)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
BELINATO DE SOUZA, JOAO R.; DIAS, FERNANDA F. G.; CALIMAN, JAQUELINE D.; AUGUSTO, FABIO; HANTAO, LEANDRO W.. Opportunities for green microextractions in comprehensive two-dimensional gas chromatography / mass spectrometry-based metabolomics - A review. Analytica Chimica Acta, v. 1040, p. 1-18, . (11/51896-9, 17/25490-1, 15/05059-9, 16/20547-2, 11/50390-4)
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HIGA, KAREN M.; GUILHEN, AUGUSTO; VIEIRA, LUIS C. S.; CARVALHO, ROGERIO M.; POPPI, RONEI J.; BAPTISTAO, MARIANA; GOBBI, ANGELO L.; LIMA, RENATO S.; HANTAO, LEANDRO W.. Simple Solid-Phase Extraction Method for High Efficiency and Low Cost Crude Oil emulsification. ENERGY & FUELS, v. 30, n. 6, p. 4667-4675, . (15/05059-9, 14/00228-4)
KATAOKA, ERICA M.; MURER, RUI C.; SANTOS, JANDYSON M.; CARVALHO, ROGERIO M.; EBERLIN, MARCOS N.; AUGUSTO, FABIO; POPPI, RONEI J.; GOBBI, ANGELO L.; HANTAO, LEANDRO W.. Simple, Expendable, 3D-Printed Microfluidic Systems for Sample Preparation of Petroleum. Analytical Chemistry, v. 89, n. 6, p. 3460-3467, . (13/19161-4, 15/05059-9, 14/00228-4)
POLLO, BRENO J.; ALEXANDRINO, GUILHERME L.; AUGUSTO, FABIO; HANTAO, LEANDRO W.. The impact of comprehensive two-dimensional gas chromatography on oil & gas analysis: Recent advances and applications in petroleum industry. TRAC-TRENDS IN ANALYTICAL CHEMISTRY, v. 105, p. 202-217, . (15/08201-0, 15/05059-9)
PASSINI, RODRIGO; PIERONE, DANILO; GOBBI, ANGELO L.; HANTAO, LEANDRO W.. Flow Modulated Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography Part I - Low Duty Cycle Modulation of Hidroprocessed Vegetable Oil. BRAZILIAN JOURNAL OF ANALYTICAL CHEMISTRY, v. 6, n. 24, p. 74-81, . (15/05059-9, 17/25490-1)
CRUCELLO, JULIANA; MIRON, LUIZ F. O.; FERREIRA, VICTOR H. C.; NAN, HE; MARQUES, MARCIA O. M.; RITSCHEL, PATRICIA S.; ZANUS, MAURO C.; ANDERSON, JARED L.; POPPI, RONEI J.; HANTAO, LEANDRO W.. Characterization of the aroma profile of novel Brazilian wines by solid-phase microextraction using polymeric ionic liquid sorbent coatings. ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY, v. 410, n. 19, p. 4749-4762, . (15/05059-9)
MUCEDOLA, VANESSA; VIEIRA, LUIS C. S.; PIERONE, DANILO; GOBBI, ANGELO L.; POPPI, RONEI J.; HANTAO, LEANDRO W.. Thermal desorption modulation for comprehensive two-dimensional gas chromatography using a simple and inexpensive segmented-loop fluidic interface. Talanta, v. 164, p. 470-476, . (15/05059-9, 14/00228-4)
OLIVEIRA, RENATA M. A.; HENRIQUES, JULCELLY D. O.; SARTORATTO, ADILSON; MACIEL, MARIA R. W.; MARTINEZ, PATRICIA F. M.. Evaluation of Limonene in sugarcane wax extraction. SUSTAINABLE CHEMISTRY AND PHARMACY, v. 27, p. 11-pg., . (15/05059-9, 15/25384-1)

Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa

MODULADOR PARA CONEXÃO ENTRE MÓDULOS E EQUIPAMENTO DE CROMATOGRAFIA GASOSA, EM ADIÇÃO A MEIOS PARA ANÁLISE DE DADOS E SISTEMA COMPREENDENDO O REFERIDO MODULADOR BR1020180677349 - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) . AUGUSTO GUILHEN / ELIS PEREIRA SANTOS / Fabio Augusto / JULIANA CRUCELLO / LEANDRO WANG HANTAO / LUIZ FELIPE OTAVIO MIRON / RONEI JESUS POPPI - 04 de setembro de 2018