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

Processo: 15/05059-9
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de julho de 2015 - 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, Inovações e Comunicações (Brasil). Campinas , SP, Brasil
Pesq. associados: Angelo Luiz Gobbi ; Renato Sousa Lima
Assunto(s):Instrumentação analítica  Cromatografia gasosa bidimensional abrangente  Microfluídica 

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)

Publicações científicas (8)
(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)
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, JUL-SEP 2019. Citações Web of Science: 0.
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, DEC 21 2018. Citações Web of Science: 5.
MARIANO, MARCOS; HANTAO, LEANDRO WANG; BERNARDES, JULIANA DA SILVA; STRAUSS, MATHIAS. Microstructural characterization of nanocellulose foams prepared in the presence of cationic surfactants. Carbohydrate Polymers, v. 195, p. 153-162, SEP 1 2018. Citações Web of Science: 5.
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, AUG 2018. Citações Web of Science: 12.
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, JUL 2018. Citações Web of Science: 7.
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, MAR 21 2017. Citações Web of Science: 26.
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, MAR 1 2017. Citações Web of Science: 5.
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, JUN 2016. Citações Web of Science: 3.

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Solicitação em análise e dentro do prazo legal de sigilo previsto na legislação BR1020180677349 - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) . Solicitação em análise e dentro do prazo legal de sigilo previsto na legislação - 04 de setembro de 2018