Desenvolvimento de método para discriminação entre marcas de uísque e identificação de adulteração por espectroscopia UV-Vis e PLS-DA

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2015.

Raman Spectroscopy and DFT calculations for the Electronic Structure Characterization of Conjugated Polymers

In the last three decades, there has been a broad academic and industrial interest in conjugated polymers as semiconducting materials for organic electronics. Their applications in polymer light-emitting diodes (PLEDs), polymer solar cells (PSCs), and organic field-effect transistors (OFETs) offer opportunities for the resolution of energy issues as well as the development of display and information technologies1. Conjugated polymers provide several advantages including low cost, light weight, good flexibility, as well as solubility which make them readily processed and easily printed, removing the conventional photolithography for patterning2. A large library of polymer semiconductors have been synthesized and investigated with different building blocks, such as acenes or thiophene and derivatives, which have been employed to design new materials according to individual demands for specific applications. To design ideal conjugated polymers for specific applications, some general principles should be taken into account, including (i) side chains (ii) molecular weights, (iii) band gap and HOMO and LUMO energy levels, and (iv) suited morphology.3-6 The aim of this study is to elucidate the impact that substitution exerts on the molecular and electronic structure of π-conjugated polymers with outstanding performances in organic electronic devices. Different configurations of the π-conjugated backbones are analyzed: (i) donor-acceptor configuration, (ii) 1D lineal or 2D branched conjugated backbones, and (iii) encapsulated polymers (see Figure 1). Our combined vibrational spectroscopy and DFT study shows that small changes in the substitution pattern and in the molecular configuration have a strong impact on the electronic characteristics of these polymers. We hope this study can advance useful structure-property relationships of conjugated polymers and guide the design of new materials for organic electronic applications.

Raman spectroscopy study of the transformation of the carbonaceous skeleton of a polymer-based nanoporous carbon along the thermal annealing pathway

We report a multi-wavelength Raman spectroscopy study of the structural changes along the thermal annealing pathway of a poly(furfuryl alcohol) (PFA) derived nanoporous carbon (NPC). The Raman spectra were deconvoluted utilizing G, D, D′, A and TPA bands. The appropriateness of these deconvolutions was confirmed via recovery of the correct dispersive behaviours of these bands. It is proposed that the ID/IG ratio is composed of two parts: one associated with the extent of graphitic crystallites (the Tuinstra–Koenig relationship), and a second related to the inter-defect distance. This model was used to successfully determine the variation of the in-plane size and intra-plane defect density along the annealing pathway. It is proposed that the NPC skeleton evolves along the annealing pathway in two stages: below 1600 °C it was dominated by a reduction of in-plane defects with a minor crystallite growth, and above this temperature growth of the crystallites accelerates as the in-plane defect density approaches zero. A significant amount of transpolyacetylene (TPA)-like structures was found to be remaining even at 2400 °C. These may be responsible for resistance to further graphitization of the PFA-based carbon at higher temperatures.

Characterization of a zeolite-templated carbon by electrochemical quartz crystal microbalance and in situ Raman spectroscopy

Electrochemical quartz crystal microbalance was used to monitor the mass changes during the electrochemical characterization of a zeolite-templated carbon (ZTC) in 1 M H2SO4 medium. Under electrochemical oxidation conditions, a high anodic current and a net mass increase were recorded, resulting in the increase of the specific capacitance owing to the contribution of the pseudocapacitance, mainly derived from the hydroquinone–quinone redox couple. Under more severe electrochemical conditions, a net mass loss was observed, revealing that electrochemical gasification took place. Surface chemistry, before and after the electrochemical treatments, was analyzed through temperature programmed desorption experiments. Furthermore, in situ Raman spectroscopy was used to further characterize the structural changes produced in ZTC under the electrochemical conditions applied, supporting that high potential values produce the electrochemical oxidation and degradation of the carbon material.

1º Workshop de Aplicações de Espectroscopia NIR e Quimiometria em Análise de Solos: Embrapa Solos - Rio de Janeiro de 04 a 05 de dezembro de 2014.

O presente texto visa documentar os resumos de oito palestras ministradas no 1º Workshop de Aplicações de Espectroscopia NIR e Quimiometria em Análise de Solos. Os principais temas abordados neste texto são: (1) preparo de amostras de solo para Espectroscopia NIR; (2) técnicas quimiométricas aplicadas à espectroscopia NIR; (3) desenvolvimento e validação de métodos multivariados em espectroscopia NIR; (4) figuras de mérito em análise multivariada; e (5) aplicação da espectroscopia NIR em matrizes de interesse agronômico.

Amplification d’impulsions brèves de haute énergie par effet Raman stimulé dans les fibres optiques

Le développement au cours des dernières décennies de lasers à fibre à verrouillage de modes permet aujourd’hui d’avoir accès à des sources fiables d’impulsions femtosecondes qui sont utilisées autant dans les laboratoires de recherche que pour des applications commerciales. Grâce à leur large bande passante ainsi qu’à leur excellente dissipation de chaleur, les fibres dopées avec des ions de terres rares ont permis l’amplification et la génération d’impulsions brèves de haute énergie avec une forte cadence. Cependant, les effets non linéaires causés par la faible taille du faisceau dans la fibre ainsi que la saturation de l’inversion de population du milieu compliquent l’utilisation d’amplificateurs fibrés pour l’obtention d’impulsions brèves dont l’énergie dépasse le millijoule. Diverses stratégies comme l’étirement des impulsions à des durées de l’ordre de la nanoseconde, l’utilisation de fibres à cristaux photoniques ayant un coeur plus large et l’amplification en parallèle ont permis de contourner ces limitations pour obtenir des impulsions de quelques millijoules ayant une durée inférieure à la picoseconde. Ce mémoire de maîtrise présente une nouvelle approche pour l’amplification d’impulsions brèves utilisant la diffusion Raman des verres de silice comme milieu de gain. Il est connu que cet effet non linéaire permet l’amplification avec une large bande passante et ce dernier est d’ailleurs couramment utilisé aujourd’hui dans les réseaux de télécommunications par fibre optique. Puisque l’adaptation des schémas d’amplification Raman existants aux impulsions brèves de haute énergie n’est pas directe, on propose plutôt un schéma consistant à transférer l’énergie d’une impulsion pompe quasi monochromatique à une impulsion signal brève étirée avec une dérive en fréquence. Afin d’évaluer le potentiel du gain Raman pour l’amplification d’impulsions brèves, ce mémoire présente un modèle analytique permettant de prédire les caractéristiques de l’impulsion amplifiée selon celles de la pompe et le milieu dans lequel elles se propagent. On trouve alors que la bande passante élevée du gain Raman des verres de silice ainsi que sa saturation inhomogène permettent l’amplification d’impulsions signal à une énergie comparable à celle de la pompe tout en conservant une largeur spectrale élevée supportant la compression à des durées très brèves. Quelques variantes du schéma d’amplification sont proposées, et leur potentiel est évalué par l’utilisation du modèle analytique ou de simulations numériques. On prédit analytiquement et numériquement l’amplification Raman d’impulsions à des énergies de quelques millijoules, dont la durée est inférieure à 150 fs et dont la puissance crête avoisine 20 GW.

Variedades e estilos na obra atribuída a Frei Carlos: novas perspetivas

Este trabalho de investigação centra-se no contributo dos exames de superfície e nas análises micro-analíticas no estudo de vinte e uma pinturas atribuídas à oficina de Frei Carlos, um dos grandes Mestres Luso-Flamengos ativos em território Nacional durante a primeira metade do século XVI. A "Pintura Luso-Flamenga" é uma expressão comummente usada na história da pintura Portuguesa do primeiro terço do século XVI e no seu sentido mais básico designa o trabalho de mestres flamengos que se instalaram em Portugal durante o reinado de D. Manuel I (1495- 1521) contribuindo decisivamente para o processo de renovação da pintura Portuguesa na época. O estudo integrado combina a pesquisa histórica em fontes documentais com exames de superfície e de caracterização material das obras de arte. O estudo material das pinturas foi realizado através de microscopia ótica, microscopia de infravermelhos com transformada de Fourier, espectroscopia de micro-Raman, microscopia eletrónica de varrimento acoplada com espectrometria de energia dispersiva de raios X, micro- difração de raios-X, cromatografia líquida de alta eficiência e pirólise acoplada à cromatografia gasosa /espectrometria de massa. Esta investigação envolveu técnicas complementares de análise de superfície e de ponto no estudo técnico e material das preparações, imprimitura, desenho subjacente, camadas pictóricas e sucessões estratigráficas, dando a conhecer os materiais utilizados na execução técnica das pinturas e evidenciando especificidades técnicas da produção artística. Este estudo pretende inclusivamente evidenciar alguns detalhes técnicos do artista que possivelmente estão relacionados com a herança das práticas Flamengas. O conhecimento de algumas particularidades da técnica deste Mestre também permitiu estabelecer comparações com duas pinturas que haviam sido atribuídas, com algumas reservas, a esta oficina de pintura Luso-Flamenga. Mais recentemente, como resultado de um estudo colaborativo, foi realizada uma ampla campanha de reflectografia infravermelhos, introduzindo novos dados acerca da execução técnica do desenho subjacente, o que contribuiu para diferenciar, nestas duas pinturas, outra "mão", atribuída então a um seguidor de Frei Carlos. Esta investigação introduz um novo e profundo conhecimento sobre a Oficina de Frei Carlos, permitindo estabelecer comparações com a obra do seu seguidor e com uma pintura também atribuída a esta oficina e que incorpora o Museu da National Gallery (NG5594), evidenciando os materiais utilizados na técnica de produção artística e especificidades técnicas aliadas aos processos criativos/ construtivos que permitem estabelecer os pontos de contacto e de diferenciação entre estas obras; Varieties and styles in the works attributed to Frei Carlos - new perspectives Abstract: This investigation is focused on the contributions of surface exams and micro-analytical research in the study of twenty one paintings attributed to Frei Carlos workshop, one of the most important Portuguese-Flemish painters active in our country during the first half of sixteen Century. "Portuguese-Flemish Painting" is a common expression used in the history of Portuguese painting of the first third of the sixteenth century and in its most basic meaning designates the work of Flemish masters who settled in Portugal during the reign of King Manuel I (1495-1521) contributing decisively to the process of renewal of Portuguese painting at the time. The integrated approach combines historical research on documental sources with surface examination and material characterization of the paintings by using state-of-art analytical techniques. Microanalysis was carried out by optical microscopy, micro-Fourier-transform infrared-spectroscopy, micro-Raman spectroscopy, scanning electron microscopy coupled with energy dispersive X-ray spectrometry, micro-X-ray diffraction analysis, high performance liquid chromatography and Pyrolysis gas chromatography mass spectrometry. This complementary surface and analytical research was involved in the technical and material characterization of grounds, underdrawings, primings, paint layers and its multi-layered build-up, providing access to the painter´s materials used in the technical execution of the paintings and details of the technique of artistic production. This study also intends to expose some usual details of the artist’s technique which are possibly related to the Master´s Flemish influence. The knowledge of some particularities of the Master´s technique also allowed a new comparison with two paintings that had been attributed with some reserves to this Portuguese-Flemish workshop. More recently, as a result of a collaborative study, an extensive infrared reflectography campaign was made, giving new data concerning underdrawings technical execution and contributing to differentiate, in these two paintings, another “hand”, attributed to a follower of Frei Carlos. Complementary analytical research also added a new and deep insight into Frei Carlos workshop, his follower and a panel that still attributed to Frei Carlos workshop that integrates the National Gallery´s Museum (NG5594), evidencing the materials used in technical production, their models and sources of artistic inspiration, techniques and pictorial construction procedures that could specifically relate or distinguish between them.

Evaluation of portable Raman spectroscopy and handheld X-ray fluorescence analysis (hXRF) for the direct analysis of glyptics

In archaeometry, the advantages of a combined use of Raman spectroscopy and X-ray fluorescence spectroscopy are extensively discussed for applications such as the analysis of paintings, manuscripts, pottery, etc. Here, we demonstrate for the first time the advantage of using both techniques for analysing glyptics. These engraved gemstones or glass materials were originally used as stamps, to identify the owner, for instance on letters, but also on wine vessels. For this research, a set of 64 glyptics (42 Roman glass specimens and 22 modern ones), belonging to the collection of the museum ‘Quinta das Cruzes’ in Funchal (Madeira, Portugal), was analysed with portable Raman spectroscopy and handheld X-ray fluorescence (hXRF). These techniques were also used to confirm the gemological identification of these precious objects and can give extra information about the glass composition. Raman spectroscopy identifies the molecular composition as well as on the crystalline phases present. On the other hand, hXRF results show that the antique Roman glass samples are characterised with low Pb and Sn levels and that the modern specimens can be discriminated in two groups: lead-based and non-lead-based ones.

Espectroscopia no infravermelho próximo para a quantificação de carbono em solos da bacia do Acre.

Diversas técnicas analíticas podem ser usadas na determinação carbono do solo, predominando no Brasil métodos baseados na oxidação da matéria orgânica na presença de dicromato de potássio em meio ácido ou na análise elementar. O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade da estimativa do teor de carbono em solos da bacia do Acre por meio de espectroscopia NIR combinada com calibração por análise multivariada. Foram utilizadas 190 amostras de solos, coletadas em diversas localidades da bacia do Acre, para testar a espectroscopia NIR na determinação de teor de carbono no solo, comparativamente aos métodos de oxidação por dicromato em meio ácido e a análise elementar. Tomando-se como referência o método do analisador elementar, verifica-se que o método da oxidação recuperou, em média, 63,8 % do carbono determinado pelo método de referência. Sugere-se que para determinação do teor total de carbono solo a partir do método da oxidação seja adotado o coeficiente de 1,55 para corrigir os valores para o total de carbono do solo. Quanto ao uso da espectroscopia NIR, o modelo desenvolvido para análise de carbono de solos da bacia do Acre por espectroscopia NIR apresentou classificação boa segundo os valores de R e classificação excelente segundo os valores de RMSEC < RMSEP e RPD, tendo como referência o carbono determinado pelo método da análise elementar.

Avaliação do desempenho de modelos para previsão da proteína bruta e da digestibilidade da vagem da algaroba usando espectroscopia NIR.

Objetivou-se desenvolver modelos para prever a concentração de proteína bruta (PB) e a digestibilidade in vitro da matéria seca (DIVMS) deste alimento por meio da espectroscopia NIR avaliando duas formas de preparação da amostra e dois equipamentos NIR. Conclui-se, que modelos desenvolvidos com espectros de vagem de algaroba pré-secas e moídas, tanto em equipamento Perten quanto em FOSS, foram considerados confiáveis e com desempenho superior àqueles desenvolvidos com amostras frescas.

Aplicação de espectroscopia de infravermelho FTIR para quantificação de álcoois em soluções.

A espectroscopia no infravermelho médio com transformada de Fourier (FTIR) é uma técnica alternativa de quantificação rápida, fácil manuseio, baixo custo e ampla aplicabilidade. O presente estudo utilizou-se da FTIR associada à análise de regressão linear pelo método dos mínimos quadrados e análise gráfica dos espectrogramas para quantificar diferentes concentrações de metanol, etanol e propanol em soluções-padrão. As concentrações das soluções foram 0,1%; 0,25%; 0,5%; 1%; 2%; 3%; 4%; 5%; 10%; 20%; 30%; 40%; 50%; 60%;75% e 99,9 % de metanol, etanol e propanol. Observaram-se picos de absorbância de 0,106 para metanol; 0,070 para etanol e 0,143 para propanol, que correspondem aos números de onda 1017,0; 1043,7 e 1125,7 cm-1, respectivamente. A relação absorbância vs. concentração de álcoois metanol, etanol, e propanol mostrou as seguintes equações: y = 0,0055x + 0,0427 com R2 de 0,9893; y = 0,0061x + 0,0928 com R2 de 0,9937 e y = 0,002x + 0,0475 com R2 de 0,9938, descrevendo a concentração de álcool para um determinado volume de solução. A técnica mostrou boa aplicabilidade na determinação de álcoois metanol, metano e propanol na faixa de concentração de 2% a 60%.

Espectroscopia Mössbauer na caracterização de compostos ferrosos em solos e sua relação com retenção de fósforo.

O presente trabalho teve como objetivos: caracterizar, especialmente por espectroscopia Mössbauer na temperatura do ambiente (~298 K) e a 110 K, as espécies químicas ferruginosas ocorrentes em Latossolos brasileiros representativos e relacioná-los com a capacidade de adsorção de fósforo, para os pedossistemas selecionados.

Uso da espectroscopia de reflectância do infravermelho próximo (NIRS) para previsão da composição bromatológica de vagens de algaroba e palma forrageira.

Espécies forrageiras adaptadas às condições semiáridas são uma alternativa para reduzir os impactos negativos na cadeia produtiva de ruminantes da região Nordeste brasileira devido à sazonalidade na oferta de forragem, além de reduzir custo com o fornecimento de alimentos concentrados. Dentre as espécies, a vagem de algaroba (Prosopis juliflora SW D.C.) e palma forrageira (Opuntia e Nopalea) ganham destaque por tolerarem o déficit hídrico e produzirem em períodos onde a oferta de forragem está reduzida, além de apresentam bom valor nutricional e serem bem aceitas pelos animais. Porém, devido à variação na sua composição, seu uso na alimentação animal exige o conhecimento profundo da sua composição para a elaboração de dietas balanceadas. No entanto, devido ao custo e tempo para análise, os produtores não fazem uso da prática de análise da composição químico-bromatológica dos alimentos. Por isto, a espectroscopia de reflectância no infravermelho próximo (NIRS) representa uma importante alternativa aos métodos tradicionais. Objetivou-se com este estudo desenvolver e validar modelos de predição da composição bromatológica de vagem de algaroba e palma forrageira baseados em espectroscopia NIRS, escaneadas em dois modelos de equipamentos e com diferentes processamentos da amostra. Foram coletadas amostras de vagem de algaroba nos estados do Ceará, Bahia, Paraíba e Pernambuco, e amostras de palma forrageira nos estados do Ceará, Paraíba e Pernambuco, frescas (in natura) ou pré-secas e moídas. Para obtenção dos espectros utilizaram-se dois equipamentos NIR, Perten DA 7250 e FOSS 5000. Inicialmente os alimentos foram escaneados in natura em aparelho do modelo Perten, e, com o auxílio do software The Unscrambler 10.2 foi selecionado um grupo de amostras para o banco de calibração. As amostras selecionadas foram secas e moídas, e escaneadas novamente em equipamentos Perten e FOSS. Os valores dos parâmetros de referência foram obtidos por meio de metodologias tradicionalmente aplicadas em laboratório de nutrição animal para matéria seca (MS), matéria mineral (MM), matéria orgânica (MO), proteína bruta (PB), estrato etéreo (EE), fibra solúvel em detergente neutro (FDN), fibra solúvel em detergente ácido (FDA), hemicelulose (HEM) e digestibilidade in vitro da matéria seca (DIVMS). O desempenho dos modelos foi avaliado de acordo com os erros médios de calibração (RMSEC) e validação (RMSECV), coeficiente de determinação (R2 ) e da relação de desempenho de desvio dos modelos (RPD). A análise exploratória dos dados, por meio de tratamentos espectrais e análise de componentes principais (PCA), demonstraram que os bancos de dados eram similares entre si, dando segurança de desenvolver os modelos com todas as amostras selecionadas em um único modelo para cada alimento, algaroba e palma. Na avaliação dos resultados de referência, observou-se que a variação dos resultados para cada parâmetro corroboraram com os descritos na literatura. No desempenho dos modelos, aqueles desenvolvidos com pré-processamento da amostra (pré-secagem e moagem) se mostraram mais robustos do que aqueles construídos com amostras in natura. O aparelho NIRS Perten apresentou desempenho semelhante ao equipamento FOSS, apesar desse último cobrir uma faixa espectral maior e com intervalos de leituras menores. A técnica NIR, associada ao método de calibração multivariada de regressão por meio de quadrados mínimos (PLS), mostrou-se confiável para prever a composição químico-bromatológica de vagem de algaroba e da palma forrageira. Abstract: Forage species adapted to semi-arid conditions are an alternative to reduce the negative impacts in the feed supply for ruminants in the Brazilian Northeast region, due to seasonality in forage availability, as well as in the reducing of cost by providing concentrated feedstuffs. Among the species, mesquite pods (Prosopis juliflora SW DC) and spineless cactus (Opuntia and Nopalea) are highlighted for tolerating the drought and producion in periods where the forage is scarce, and have high nutritional value and also are well accepted by the animals. However, its use in animal diets requires a knowledge about its composition to prepare balanced diets. However, farmers usually do not use feed composition analysis, because their high cost and time-consuming. Thus, the Near Infrared Reflectance Spectroscopy in the (NIRS) is an important alternative to traditional methods. The objective of this study to develop and validate predictive models of the chemical composition of mesquite pods and spineless cactus-based NIRS spectroscopy, scanned in two different spectrometers and sample processing. Mesquite pods samples were collected in the states of Ceará, Bahia, Paraiba and Pernambuco, and samples of forage cactus in the states of Ceará, Paraíba and Pernambuco. In order to obtain the spectra, it was used two NIR equipment: Perten DA 7250 and FOSS 5000. sSpectra of samples were initially obtained fresh (as received) using Perten instrument, and with The Unscrambler software 10.2, a group of subsamples was selected to model development, keeping out redundant ones. The selected samples were dried and ground, and scanned again in both Perten and FOSS instruments. The values of the reference analysis were obtained by methods traditionally applied in animal nutrition laboratory to dry matter (DM), mineral matter (MM), organic matter (OM), crude protein (CP), ether extract (EE), soluble neutral detergent fiber (NDF), soluble acid detergent fiber (ADF), hemicellulose ( HEM) and in vitro digestibility of dry matter (DIVDM). The performance of the models was evaluated according to the Root Mean Square Error of Calibration (RMSEC) and cross-validation (RMSECV), coefficient of determination (R2 ) and the deviation of Ratio of performance Deviation of the models (RPD). Exploratory data analysis through spectral treatments and principal component analysis (PCA), showed that the databases were similar to each other, and may be treated asa single model for each feed - mesquite pods and cactus. Evaluating the reference results, it was observed that the variation were similar to those reported in the literature. Comparing the preprocessing of samples, the performance ofthose developed with preprocessing (dried and ground) of the sample were more robust than those built with fresh samples. The NIRS Perten device performance similar to FOSS equipment, although the latter cover a larger spectral range and with lower readings intervals. NIR technology associate do multivariate techniques is reliable to predict the bromatological composition of mesquite pods and cactus.

Graphene And Carbon Nanotube Nanocomposite For Gene Transfection.

Graphene and carbon nanotube nanocomposite (GCN) was synthesised and applied in gene transfection of pIRES plasmid conjugated with green fluorescent protein (GFP) in NIH-3T3 and NG97 cell lines. The tips of the multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were exfoliated by oxygen plasma etching, which is also known to attach oxygen content groups on the MWCNT surfaces, changing their hydrophobicity. The nanocomposite was characterised by high resolution scanning electron microscopy; energy-dispersive X-ray, Fourier transform infrared and Raman spectroscopies, as well as zeta potential and particle size analyses using dynamic light scattering. BET adsorption isotherms showed the GCN to have an effective surface area of 38.5m(2)/g. The GCN and pIRES plasmid conjugated with the GFP gene, forming π-stacking when dispersed in water by magnetic stirring, resulting in a helical wrap. The measured zeta potential confirmed that the plasmid was connected to the nanocomposite. The NIH-3T3 and NG97 cell lines could phagocytize this wrap. The gene transfection was characterised by fluorescent protein produced in the cells and pictured by fluorescent microscopy. Before application, we studied GCN cell viability in NIH-3T3 and NG97 line cells using both MTT and Neutral Red uptake assays. Our results suggest that GCN has moderate stability behaviour as colloid solution and has great potential as a gene carrier agent in non-viral based therapy, with low cytotoxicity and good transfection efficiency.

Carbon Nanoparticles For Gene Transfection In Eukaryotic Cell Lines.

For the first time, oxygen terminated cellulose carbon nanoparticles (CCN) was synthesised and applied in gene transfection of pIRES plasmid. The CCN was prepared from catalytic of polyaniline by chemical vapour deposition techniques. This plasmid contains one gene that encodes the green fluorescent protein (GFP) in eukaryotic cells, making them fluorescent. This new nanomaterial and pIRES plasmid formed π-stacking when dispersed in water by magnetic stirring. The frequencies shift in zeta potential confirmed the plasmid strongly connects to the nanomaterial. In vitro tests found that this conjugation was phagocytised by NG97, NIH-3T3 and A549 cell lines making them fluorescent, which was visualised by fluorescent microscopy. Before the transfection test, we studied CCN in cell viability. Both MTT and Neutral Red uptake tests were carried out using NG97, NIH-3T3 and A549 cell lines. Further, we use metabolomics to verify if small amounts of nanomaterial would be enough to cause some cellular damage in NG97 cells. We showed two mechanisms of action by CCN-DNA complex, producing an exogenous protein by the transfected cell and metabolomic changes that contributed by better understanding of glioblastoma, being the major finding of this work. Our results suggested that this nanomaterial has great potential as a gene carrier agent in non-viral based therapy, with low cytotoxicity, good transfection efficiency, and low cell damage in small amounts of nanomaterials in metabolomic tests.