Desenvolvimento de procedimentos e métodos analíticos no campo forense aplicando os princípios da química verde

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Pós-graduação em Química - IQ

Este trabalho descreve o desenvolvimento de métodos analíticos para a determinação quantitativa de furosemida e bumetanida em amostras de urina utilizando espectroscopia por reflectância difusa (para a furosemida) e por imagem por scanner com quantificação através do histograma de cores utilizando o padrão RGB (para ambas). Envolve também o desenvolvimento de um método quantitativo para a detecção de chumbo em resíduos de armas de fogo (GSR) nas mãos de atiradores utilizando membranas de celulose bacteriana como substrato de coleta, visando o descobrimento do tempo de disparo. Também foi realizada a quantificação de chumbo em amostras de tintura para cabelos utilizando método previamente desenvolvido, visando detecção da adulteração destes produtos e controle de qualidade. Estuda também a potencialidade do uso das membranas de celulose bacteriana para a coleta de impressões digitais. Os métodos desenvolvidos consistem na reação da furosemida (FUR) com o regente cromogênico paradimetilaminocinamaldeído (p-DAC) 0,70% e ácido clorídrico (HCl) 1,72 mol L-1 em papel de filtro qualitativo com barreiras hidrofóbicas, com detecção espectrofotométrica e por histograma de cores; na reação do íon chumbo(II) (Pb2+) com rodizonato de sódio (ROD) 0,16% em meio micelar de dodecil sulfato de sódio (SDS) 5 mmol L-1 em membranas de celulose bacterianas, com detecção espectrofotométrica e por microscopia eletrônica de varredura (MEV); na reação de bumetanida (BMT) com o reagente p-DAC 0,6% e HCl 0,26 mol L-1 em papel de filtro qualitativo com barreiras hidrofóbicas, com detecção por histograma de cores e na coleta de impressões digitais utilizando membrana de celulose bacteriana impregnadas com ninidrina, nitrato de prata ou óxido de zinco, dos quais o nitrato de prata e a ninidrina atuaram como agentes de coleta razoáveis. Todas as concentrações foram otimizadas por planejamentos quimiométricos. As reações foram realizadas na forma de spot test, envolvendo a formação de um produto colorido em 545 nm para o chumbo, em 585 nm para a furosemida e 520 nm para a bumetanida. As curvas analíticas foram contruídas a partir de soluções padrões dos respectivos analitos. Os métodos desenvolvidos para a bumetanida e para a furosemida foram aplicados em amostras de urina sintética e natural fortificadas e os resultados obtidos foram comparados estatisticamente com métodos comparativos. A validação dos métodos foi realizada por adição de padrão e recuperação e por comparação de métodos, no caso da FUR e da BMT, obtendo-se recuperações entre 98,0 e 115,3% para os métodos de quantificação da furosemida e entre 93,0 e 102,0% para o método de quantificação da bumetanida. O método de coleta de GSR é baseado na utilização de membranas finas de celulose bacteriana desenvolvidas pelo Grupo de Materiais Fotônicos do IQ-UNESP.Para os GSR foram realizadas 40 coletas totais em tempos de coleta após o disparo (diferentes e conhecidos), sendo sua comparação realizada através das curvas analíticas, mostrando ser possível a detecção do tempo de disparo com uma margem de erro de aproximadamente 5 minutos. Os resultados foram comparados estatisticamente e os valores obtidos a partir de testes estatísticos mostraram que os métodos podem ser usados para análises de rotina em laboratórios forenses.

This work describes the development of analytical methods for the quantitative determination of furosemide and bumetanide in urine samples using diffuse reflectance spectroscopy (for furosemide) and scanning imaging with quantification by color histogram using RGB color pattern (for both). It involves also the development of a quantitative method for the detection of lead in gunshot residues (GSR) in the hands of the shooters using bacterial cellulose membranes as substrate collection, aiming the discovery of shooting time. It is also done the quantification of lead in progressive hair lotions samples using a previously developed method, aiming the detection of products adulterations and quality control. It also studies the potentiality of the usage of bacterial cellulose membranes for the collection of fingerprints. The developed methods are consisted in the reaction of furosemide (FUR) with the cromogenic reagent p-dimethylamino cinnamaldehyde (p-DAC) 0.70% and hydrochloric acid (HCl) 1.72 mol L-1 in qualitative filter papers with hydrophobic barrier, with spectrophotometric detection and by color histogram; in the reaction of lead(II) ion (Pb2+) with sodium rhodizonate (ROD) 0.16% in micellar medium of sodium dodecyl sulfate (SDS) 5 mmol L-1 in bacterial cellulose membranes with spectrophotometric detection and by scanning electron microscopy; in the reaction of bumetanide (BMT) with the reagent p-dimethylamino cinnamaldehyde (p-DAC) 0.6% and hydrochloric acid (HCl) 0.27 mol L-1 in qualitative filter papers with hydrophobic barrier with color histogram detection an in the collect of fingerprints using bacterial cellulose membranes impregnated with ninhydrine, silver nitrate or zinc oxide, of which the silver nitrate and ninhydrin acted as reasonable collection agents. All concentrations were optimized through chemometrics designs. The reactions were carried out as spot test, involving the formation of a colored product at 545 nm for lead, in 585 nm for furosemide and in 520 nm for bumetanide. Analytical curves were built from standard solutions of the respective analytes. The methods developed for furosemide and bumetanide were applied in fortified synthetic and natural urine samples and the results obtained were compared statistically with comparative methods. The validation of the methods were performed by standard addition and recovery and by comparison of methods, for FUR and BMT, yielding recoveries between 98.0 and 115.3% for furosemide quantification methods and between 93.0 and 102.0% for the quantification method for bumetanide. GSR collection method is based on the use of thin membranes of bacterial cellulose developed by Photonic Materials Group IQ-UNESP. For GSR, 40 total collections were carried out in known and different times of collection after shooting times and their comparison through analytical curves were done, showing the possibility of the detection of the shooting time with an error of 5 minutes, approximately. The results were statistically compared and the values obtained from statistical tests showed that the methods can be used for routine analysis in forensic laboratories.