Development of a novel microextraction by packed sorbent-based approach followed by ultrahigh pressure liquid chromatography as a powerful technique for quantification phenolic constituents of biological interest in wines

A novel analytical approach, based on a miniaturized extraction technique, the microextraction by packed sorbent (MEPS), followed by ultrahigh pressure liquid chromatography (UHPLC) separation combined with a photodiode array (PDA) detection, has been developed and validated for the quantitative determination of sixteen biologically active phenolic constituents of wine. In addition to performing routine experiments to establish the validity of the assay to internationally accepted criteria (linearity, sensitivity, selectivity, precision, accuracy), experiments are included to assess the effect of the important experimental parameters on the MEPS performance such as the type of sorbent material (C2, C8, C18, SIL, and M1), number of extraction cycles (extract-discard), elution volume, sample volume, and ethanol content, were studied. The optimal conditions of MEPS extraction were obtained using C8 sorbent and small sample volumes (250 μL) in five extraction cycle and in a short time period (about 5 min for the entire sample preparation step). The wine bioactive phenolics were eluted by 250 μL of the mixture containing 95% methanol and 5% water, and the separation was carried out on a HSS T3 analytical column (100 mm × 2.1 mm, 1.8 μm particle size) using a binary mobile phase composed of aqueous 0.1% formic acid (eluent A) and methanol (eluent B) in the gradient elution mode (10 min of total analysis). The method gave satisfactory results in terms of linearity with r2-values > 0.9986 within the established concentration range. The LOD varied from 85 ng mL−1 (ferulic acid) to 0.32 μg mL−1 ((+)-catechin), whereas the LOQ values from 0.028 μg mL−1 (ferulic acid) to 1.08 μg mL−1 ((+)-catechin). Typical recoveries ranged between 81.1 and 99.6% for red wines and between 77.1 and 99.3% for white wines, with relative standard deviations (RSD) no larger than 10%. The extraction yields of the MEPSC8/UHPLC–PDA methodology were found between 78.1 (syringic acid) and 99.6% (o-coumaric acid) for red wines and between 76.2 and 99.1% for white wines. The inter-day precision, expressed as the relative standard deviation (RSD%), varied between 0.2% (p-coumaric and o-coumaric acids) and 7.5% (gentisic acid) while the intra-day precision between 0.2% (o-coumaric and cinnamic acids) and 4.7% (gallic acid and (−)-epicatechin). On the basis of analytical validation, it is shown that the MEPSC8/UHPLC–PDA methodology proves to be an improved, reliable, and ultra-fast approach for wine bioactive phenolics analysis, because of its capability for determining simultaneously in a single chromatographic run several bioactive metabolites with high sensitivity, selectivity and resolving power within only 10 min. Preliminary studies have been carried out on 34 real whole wine samples, in order to assess the performance of the described procedure. The new approach offers decreased sample preparation and analysis time, and moreover is cheaper, more environmentally friendly and easier to perform as compared to traditional methodologies.

Centro Cívico e Cultural de Santa Clara: Universo de Memórias João Carlos Abreu: Da Realidade à Virtualidade

Situado num edifício do séc. XIX, o Centro Cívico e Cultural de Santa Clara – Universo de Memórias João Carlos Abreu foi adquirido pelo Governo Regional em 2002, para acolher todos os bens doados à Região Autónoma da Madeira, por João Carlos Nunes Abreu. Este Centro Cívico e Cultural é responsável pela manutenção e exposição ao público do espólio doado, estando também vocacionado para acolher e desenvolver acções de carácter cultural. Dispõe de um jardim, de uma Casa de Chá e de um Auditório. Encenado como um “caleidoscópio”, o “Universo de Memórias João Carlos Abreu” é um repositório de memórias construídas ao longo da sua vida de jornalista, viajante, poeta, escritor, político, actor e artista, com passagem por diversos países. Institucionalmente falando, este é um espaço relativamente recente, criado “de raíz” para acolher, expor e divulgar colecções pertencentes a uma só pessoa. Desta forma, iniciaremos este estudo com uma abordagem aos factores que constituem a realidade da Instituição – política de funcionamento, colecções albergadas, aspectos relevantes da vida do doador e espaço físico. Na segunda parte, o nosso trabalho irá recair sobre a componente virtual da Instituição sob o ponto de vista da utilização das novas tecnologias. Abordaremos,sucintamente, o ciberespaço e o mundo da Internet e culminaremos o estudo com a elaboração do site oficial do Centro Cívico e Cultural de Santa Clara – Universo de Memórias João Carlos Abreu que permitirá potenciar o acesso à Instituição de forma mais ampla, fazendo com que esta ultrapasse as suas próprias fronteiras físicas. Pretende-se que este site seja, acima de tudo, dinâmico de maneira a envolver o visitante, fidelizando-o e consequentemente fazendo com que este queira passar da virtualidade à realidade visitando o espaço físico.

GreenEnergy: produção de energia eléctrica a partir de fontes de energia renovável para sistemas de microprodução

O uso de energias renováveis está cada vez mais presente no nosso quotidiano. A forte aposta por parte de várias empresas, grupos privados e habitações domésticas na produção de energia renovável tem vindo a crescer bastante nos últimos anos, porque além de ser uma energia limpa, é economicamente vantajosa. No âmbito residencial na Ilha da Madeira, tem havido um grande crescimento na microprodução de energia fotovoltaica. Para que se consiga converter energia garantindo os critérios e qualidade da energia elétrica maximizando a eficiência são necessários conversores eletrónicos de potência, responsáveis pela conversão e gestão da energia produzida a partir de uma fonte de energia renovável e conversão para a REE (Rede Elétrica de Energia). A oferta de soluções na área tem vindo a aumentar com o aumento dos pedidos do mercado, existindo cada vez mais concorrência, devido ao surgimento de sistemas mais compactos e eficientes. Neste trabalho é desenvolvido um sistema para microprodução de energia renovável, através de uma ou mais fontes de energia, de maneira a que este seja compacto e eficiente, além de adicionar várias soluções a nível de software (automatismos) de maneira a aumentar as funções do sistema sem utilizar hardware adicional. Apresentam-se também resultados de simulação de maneira a demonstrar todas as funcionalidades do sistema. Conseguiu-se demonstrar que é possível melhorar o rendimento, qualidade de energia e diminuir os custos dos sistemas de conversão de energia utilizando software, mantendo o hardware do sistema. Além das melhorias no sistema que o software permite, conseguiu-se adicionar novos modos de funcionamento ao sistema utilizando automatismos.

Caracterização hidráulica, hidrológica e de transporte sólido do evento de 20 de fevereiro de 2010 na Ribeira de João Gomes - Ilha da Madeira

O presente trabalho surge em resultado do evento de 20 de Fevereiro de 2010, com o objectivo de caracterizar a bacia hidrográfica da Ribeira de João Gomes, nas suas vertentes hidráulicas, hidrológicas e de transporte sólido. Inicialmente este trabalho relata as condições climáticas, geológicas e hidrológicas da ilha da Madeira, inclusive nos recursos hídricos e nas situações hidrológicas extremas. Em seguida é apresentado uma breve cronologia dos eventos aluviais presentes na ilha da Madeira desde o início do século XVIII. Foram efectuados trabalhos de campo com o intuito de elaborar uma caracterização morfológica, conhecer a geometria do corredor fluvial, proceder à localização das zonas inundadas, zonas com deposição de material sólido e identificar as zonas com danos. Através da informação recolhida dos trabalhos de campo, foi possível alcançar estimativas de valores de caudais líquidos e velocidades de escoamento na zona canalizada a jusante da Ribeira de João Gomes. Posteriormente através do modelo digital do terreno foi elaborada a delimitação da bacia hidrográfica e a determinação da sua rede de drenagem, procedendo à hierarquização da rede de drenagem, determinação dos declives da bacia e calcular as características geométricas e da rede de drenagem da bacia hidrográfica. São apresentadas algumas medidas estruturais utilizadas em bacia hidrográficas de forma a proteger as zonas urbanas e minimizar os efeitos provocados por evento aluviais.

Caracterização hidráulica, hidrológica e de transporte sólido do evento de 20 de fevereiro de 2010 na Ribeira de São João – Ilha da Madeira

Após o temporal que se abateu sobre a ilha da Madeira no dia 20 de Fevereiro de 2010 ficou a dúvida se a tragédia podia ter sido evitada ou pelo menos minimizada. A intensa intervenção humana, principalmente na baixa da cidade do Funchal, alterou o normal curso das ribeiras. Esse facto levantou a questão se o homem estará a ser negligente ou irresponsável na maneira como constrói nas suas proximidades. Posto isto, o Governo Regional da Madeira achou que algo mais poderia ser investigado em relação ao comportamento das ribeiras em situações extremas, tal como a sucedida. Com o intuito de responder a estas e outras questões, equipas da UMa (Universidade da Madeira), IST (Instituto Superior Técnico) e LREC (Laboratório Regional de Engenharia Civil) iniciaram, em cooperação, um estudo que foi denominado por Estudo de Avaliação do Risco de Aluviões na Ilha da Madeira. Ao autor deste trabalho foi concedida a oportunidade de fazer parte deste importante estudo para a Ilha da Madeira e de poder realizar esta dissertação no âmbito do mesmo. Foram estudadas as três mais importantes ribeiras do Funchal (João Gomes, Santa Luzia e São João) e as ribeiras da Ribeira Brava e Tabua. O presente trabalho, em particular, incidiu sobre a bacia hidrográfica e Ribeira de São João. Este trabalho inicia-se por uma base teórica, onde é feita uma caracterização biofísica à Ilha da Madeira e mais detalhadamente à bacia hidrográfica da Ribeira de São João. Segue-se uma pequena referência a eventos semelhantes e anteriores ao de 20 de Fevereiro. A parte prática do trabalho consiste no tratamento e interpretação dos dados levantados nas visitas de campo. Estimaram-se os valores sucedidos no dia do evento para caudais máximos e velocidades de escoamento em secções transversais da ribeira previamente seleccionadas. Estimou-se também o volume para o material sólido que foi depositado no leito e nas ruas ou estradas que se situam dentro da área da bacia hidrográfica da Ribeira de São João. Foi feita também uma caracterização granulométrica desse mesmo material sólido. Por fim elaboraram-se listas e mapas com as infra-estruturas danificadas. Finalmente foram propostas algumas medidas preventivas que poderão minimizar as consequências de futuras aluviões.

Effectiveness of high-throughput miniaturized sorbent- and solid phase microextraction techniques combined with gas chromatography–mass spectrometry analysis for a rapid screening of volatile and semi-volatile composition of wines: a comparative study

In this study the feasibility of different extraction procedures was evaluated in order to test their potential for the extraction of the volatile (VOCs) and semi-volatile constituents (SVOCs) from wines. In this sense, and before they could be analysed by gas chromatography–quadrupole first stage masss spectrometry (GC–qMS), three different high-throughput miniaturized (ad)sorptive extraction techniques, based on solid phase extraction (SPE), microextraction by packed sorbents (MEPS) and solid phase microextraction (SPME), were studied for the first time together, for the extraction step. To achieve the most complete volatile and semi-volatile signature, distinct SPE (LiChrolut EN, Poropak Q, Styrene-Divinylbenzene and Amberlite XAD-2) and MEPS (C2, C8, C18, Silica and M1 (mixed C8-SCX)) sorbent materials, and different SPME fibre coatings (PA, PDMS, PEG, DVB/CAR/PDMS, PDMS/DVB, and CAR/PDMS), were tested and compared. All the extraction techniques were followed by GC–qMS analysis, which allowed the identification of up to 103 VOCs and SVOCs, distributed by distinct chemical families: higher alcohols, esters, fatty acids, carbonyl compounds and furan compounds. Mass spectra, standard compounds and retention index were used for identification purposes. SPE technique, using LiChrolut EN as sorbent (SPELiChrolut EN), was the most efficient method allowing for the identification of 78 VOCs and SVOCs, 63 and 19 more than MEPS and SPME techniques, respectively. In MEPS technique the best results in terms of number of extractable/identified compounds and total peak areas of volatile and semi-volatile fraction, were obtained by using C8 resin whereas DVB/CAR/PDMS was revealed the most efficient SPME coating to extract VOCs and SVOCs from Bual wine. Diethyl malate (18.8 ± 3.2%) was the main component found in wine SPELiChrolut EN extracts followed by ethyl succinate (13.5 ± 5.3%), 3-methyl-1-butanol (13.2 ± 1.7%), and 2-phenylethanol (11.2 ± 9.9%), while in SPMEDVB/CAR/PDMS technique 3-methyl-1-butanol (43.3 ± 0.6%) followed by diethyl succinate (18.9 ± 1.6%), and 2-furfural (10.4 ± 0.4%), are the major compounds. The major VOCs and SVOCs isolated by MEPSC8 were 3-methyl-1-butanol (26.8 ± 0.6%, from wine total volatile fraction), diethyl succinate (24.9 ± 0.8%), and diethyl malate (16.3 ± 0.9%). Regardless of the extraction technique, the highest extraction efficiency corresponds to esters and higher alcohols and the lowest to fatty acids. Despite some drawbacks associated with the SPE procedure such as the use of organic solvents, the time-consuming and tedious sampling procedure, it was observed that SPELiChrolut EN, revealed to be the most effective technique allowing the extraction of a higher number of compounds (78) rather than the other extraction techniques studied.

A especialização metabólica em jovens futebolistas do escalão de iniciados e infantis

O trabalho com jovens futebolistas deverá ser escudado em elevados níveis de conhecimento sobre as capacidades físicas e a forma como estas se desenvolvem nas crianças. O objetivo do presente trabalho é de perceber se se observa a existência de especialização metabólica em jovens futebolistas pertencentes ao escalão de iniciados (idade: 13 a 15 anos) e infantis (idade: 10 a 12 anos). Para responder ao objetivo definido, avaliou-se a potência aeróbia (PA) e a potência anaeróbia (PAN) de uma amostra constituída por 64 participantes. Destes, 11 eram praticantes federados infantis de futebol (idade: 11,7 ± 0,5 anos; peso: 44,1 ± 6,9 Kg; IMC: 20,6 ± 2,7 kg/m2), e 21 participantes federados iniciados de futebol (Idade: 13,9 ± 0,7 anos; Peso: 54,9 ± 10,6 Kg; IMC: 20,5 ± 3,0 kg/m2). O grupo de controlo era constituído por 11 participantes do escalão etário de infantis (Idade 10,9 ± 0,3 anos; Peso 40,1 Kg ± 7,3; IMC: 19,2 ± 2,4 kg/m2) e 21 participantes do escalão etário de iniciados (Idade: 13,9 ± 0,8 anos; Peso: 58,9 ± 11,7 Kg; IMC: 22,1 ± 4,4 kg/m2), mas sem prática desportiva federada. A PA (protocolo de Balke modificado com análise direta de gases) e a PAN (protocolo Wingate para o trem inferior) foram avaliadas e comparadas entre grupos, assim como o nível de correlação entre as variáveis aeróbias e as variáveis anaeróbias (SPSS 20.0). Os resultados verificados indicam que para o escalão de infantis o treino não é um factor conducente a uma superior PA e PAN entre os grupos mas que para o escalão dos iniciados a prática regular da modalidade produz efeitos sobre estas componentes. No entanto, no que concerne há especialização metabólica, esta não se verifica em nenhum escalão embora se possa admitir que há indicadores de que esta se comece a manifestar no escalão de iniciados.