Universidade Estadual do Centro-Oeste UNICENTRODepartamento de Qumica - DEQGC e GC/MS: Princpios da Tcnica e Aplicaes ForensesJeferson Meira dos SantosMatheus Felipe Viante

Cromatografia GasosaImportante mtodo analtico de separao;Anlises qualitativas e quantitativas;Separao rpida e de alta resoluo;Pode ser acoplado a um MS: importantes aplicaes forenses;Apresenta limitaes: Quais compostos podem ser separados por GC?

Fase mvel: uma corrente (fluxo) de gs;Fase estacionria:Lquida (cromatografia gs-lquido);Slida (cromatografia gs-slido).

Cromatografia GasosaFM (gs)FE (slida ou lquida)

Cromatografia Gasosa Quais compostos podem ser separados por GC? Os compostos devem:- Ser solveis (pelo menos parcialmente) no gs de arraste;Devem estar no estado gasoso (misturas volatilizveis);Apresentarem pontos de ebulio at 300C;Ser termicamente estveis.

CG - Instrumentao

CG - Instrumentao

CG - Instrumentao

GC Gs de arrasteCaractersticas:- Inerte: NO reage com os componentes da amostra - apenas os carrega pela coluna;- Puro: deve ser isento de impurezas degradao da FE;

GC Gs de arrasteCaractersticas:Custo: gases de altssima pureza podem custar muito caro; Maior grau de pureza = Maior custo! - Compatvel com detector: cada detector demanda de um gs especfico para melhor funcionamento;

GC Gs de arrasteAlimentao de gs:

1 - Cilindro de Gs2 - Regulador de Presso Primrio3 - Traps para eliminar impurezas do gs4 - Regulador de Presso Secundrio5 - Regulador de Vazo (Controlador Diferencial de Fluxo)6 - Medidor de Vazo (Rotmetro)

GC Injeo da amostraInjeo On column:

GC Injeo da amostraParmetros de injeo: Temperatura: Suficientemente elevada para vaporizar a amostra imediatamente, sem degradao;

Volume injetado:

Regra Geral: 50C acima da TE do composto menos voltil.

GC ColunaEMPACOTADA = 3 a 6 mmL = 0,5 m a 5 mRecheada com slido pulverizado (FE slida ou FE lquida depositada sobre as partculas do recheio)CAPILAR = 0,1 a 0,5 mmL = 5 m a 100 mParedes internas recobertas com um filme fino (frao de m) de FE lquida ou slida

GC Coluna

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Caractersticas de uma FE ideal:Seletiva: Interagir diferencialmente com os componentes da amostra; = Maior custo! Estabilidade qumica e trmica: Maior durabilidade da coluna; Pouco viscosa: Menor resistncia transferncia do analito entre as fases;Elevado grau de pureza: colunas reprodutveis; ausncia de picos fantasma.

GC ColunaPara minimizar a perda de FE lquida por volatilizao, normalmente ela :

GC Temperatura da colunaANALITO ELUI MAIS RAPIDA-MENTE (MENOR RETENO) Alm da interao com a FE, o tempo que um analito demora para percorrer a coluna depende de sua PRESSO DE VAPOR (p0); p0 depende da estrutura qumica do analito e da TEMPERATURA DA COLUNA;

GC Temperatura da colunaTEMPERATURA DA COLUNA

GC Forno da colunaCaractersticas desejveis de um forno:Ampla faixa de temperatura de uso: Pelo menos Tambiente at 400C; = Maior custo! Temperatura independente dos demais mdulos: No deve ser afetada pela T do injetor e do detector; Temperatura uniforme em seu interior: Sistemas de ventilao eficientes para manter a T homognea em todo o forno;

GC Forno da colunaCaractersticas desejveis de um forno:Fcil acesso coluna: A coluna pode ser frequentemente trocada; = Maior custo! Aquecimento e resfriamento rpido: Importante em anlises de rotina e novas metodologias; Temperatura estvel e reprodutvel: A T deve ser mantida com exatido e preciso de 0,1C.

GC Forno da colunaMisturas complexas (constituintes com volatilidades muito diferentes) separadas ISOTERMICAMENTE:

GC Forno da colunaProgramao linear de temperatura:A T do forno pode ser variada linearmente durante a separao; = Maior custo!

GC Forno da colunaProgramao linear de temperatura:

- VARIAES DE VAZO DO GS DE ARRASTE A viscosidade de um gs aumenta com a temperatura.Desvantagens:

DERIVA (DRIFT) NA LINHA DE BASE Devido ao aumento de volatilizao de FE lquida.

GC DetectoresGrfico Sinal x Tempo = CROMATOGRAMAIdealmente: cada substncia separada aparececomo um PICO no cromatograma.- Dispositivos que examinam continuamente o material eluido, gerando sinal para as substncias que no o gs de arraste.

GC DetectoresUNIVERSAIS:Geram sinal para qualquersubstncia eluida.SELETIVOS:Detectam apenas substnciascom determinada propriedadefsico-qumica.ESPECFICOS:Detectam substncias quepossuam determinado elementoou grupo funcional em suasestruturas.

GC DetectoresDetector por condutividade trmica (DCT ou TCD):PRINCPIO Variao na condutividade trmica do gs quando da eluio de um analito.

GC DetectoresDetector por condutividade trmica (DCT ou TCD):SELETIVIDADE Observa-se sinal para qualquer substncia eluida diferente do gs de arraste = UNIVERSAL.Com DCT, a rea dos picos cromatogrficos MUITO dependente da vazo do gs de arraste.Gs de arraste com DCT: He ou H2 um detector NO-destrutivo!

GC DetectoresDetector por captura de eltrons (DCE ou ECD):PRINCPIO Supresso de um fluxo de eltrons lentos (termais) causada pela sua absoro por espcies eletroflicas.

GC DetectoresDetector por captura de eltrons (DCE ou ECD):

Alta sensibilidade: halogenados, perxidos, quinonas e grupos nitro; Baixa sensibilidade: aminas, lcoois e hidrocarbonetos;No altera a amostra significativamente.

GS DE ARRASTE Funcionamento do DCE muito dependente da natureza do gs de arraste

GC DetectoresDetector por ionizao em chama (DIC ou FID):PRINCPIO: Formao de ons quando um composto queimado em uma chama de hidrognio e oxignio.

GC DetectoresDetector por ionizao em chama (DIC ou FID):

GC DetectoresDetector por ionizao em chama (DIC ou FID):SELETIVIDADE Seletivo para substncias que contm ligaes C-H em sua estrutura qumica.Compostos que NO produzem resposta no DIC:Desvantagem: um detector destrutivo!

GC DetectoresDetector de nitrognio-fsforo (NPD):Modificao do DIC altamente seletiva para compostos orgnicos nitrogenados e fosforados

GC DetectoresDetectores QualitativosIdentificao muito confivel quando combinados a tcnicas de identificao baseadas em reteno.

GC DetectoresEspectrmetro de massa (MS):PRINCPIO A amostra fragmentada e ionizada em um padro caracterstico da espcie qumica.

GC DetectoresEspectrmetro de massa (MS):- Interface cromatgrafo - espectrmetro:

GC DetectoresEspectrmetro de massa (MS):- Sistema de Controle e Aquisio de Dados :COMPUTADORES RPIDOS E COM GRANDE CAPACIDADE DE ESTOCAGEM DE DADOS

GC DetectoresEspectrmetro de massa (MS):- Espectros de massas completos coletados e arquivados em intervalos regulares de tempo; Cromatograma de ons totais (TIC); Monitoramento do on selecionado (SIM); TICSIM

GC DetectoresEspectrmetro de massa (MS):Busca automtica em bibliotecas de espectros: comparao estatstica ( Probability Based Matching )

GC DetectoresEspectrmetro de massa (MS):

Aplicaes da tcnica de Espectrometria de Massas em Cincias Forenses

rea de AplicaoRefernciaResduos de disparo de armas de fogo5,6Identificao de origem de drogas7,8Anlise de drogas de abuso em materiais biolgicos9,10Lquidos Inflamveis em escombros11,12Deteco de explosivos13,14Testes de drogas em esporte15,16Autenticao de produtos17,18Proteo de produtos industriais por meio de assinaturas isotpicas19,20Anlise de tintas21,22DNA23,24

Estudo de Caso (Case Report)

Case study: fatal poisoning by malathion T.S.Thompsona*, R.G.Treblea, A.Maglioccob, J.R.Roettgera, J.C.Eichhorsta aSaskatchewan Health, Provincial Laboratory, 3211 Albert Street, Regina, Saskatchewan, Canada S4S5W6 bDepartment of Pathology, College of Medicine, University of Saskatchewan, B419 Health Sciences Building, 107 Wiggins Road, Saskatoon, Saskatchewan, Canada S7N 5E5 Forensic Science International 95 (1998) 8998

Introduo:Malation: inseticida sinttico organofosforado;Utilizado no controle de pragas em frutas e vegetais;Tambm no controle de parasitas animais e tratamento para piolhos;Exposio ocupacional: ligeiramente txico;Numerosos casos acidentais eintencionais.GC Estudo de caso

O caso:Uma mulher de 40 anos foi encontrada morta pelo marido s 20h;Ela estava de bruos no cho do seleiro;No local havia: Canivete Exxacto, mao de cigarros e cigarros j utilizados; No balco, uma garrafa de 500 mL de malation, com 50-100 mL de lquido. Estava tampada.

GC Estudo de caso

O caso:Feridas mltiplas no pulso esquerdo, manchas de sangue no cho e na mo;No se observou sinais de luta corporal ou trauma;GC Estudo de caso

O caso:Houve incontinncia de fezes e urina ;Forte odor qumico que exalava do corpo, caracterstico de malation;Amostras foram retiradas para exames toxicolgicos:Sangue, fgado e contedo gstricos;Anlises histolgicas foram realizadas;Suspeita de suicdio por malation.GC Estudo de caso

O caso:Vivia com o marido e dois filhos (14 e 16 anos) no stio;Outubro de 1994 desenvolveu um grave distrbio afetivo com caractersticas paranicas;Foi tratada com antidepressivos e antipsicticos;Dezembro de 1994 tentou suicdio por overdose de remdios;Um ano mais tarde (1995) seu medicamento foi suspenso;Infelizmente, relatou o retorno da depresso 5 meses antes da sua morte;Encontrou em contato por telefone com o seu mdico, mas no aparecer para pegar o receiturio de medicamentos.

GC Estudo de caso

GC Estudo de casoA anlise:Foram feitas as extraes das amostras;Posterior anlise utilizando GC-MS:GC-MS Fisons 8000 cromatgrafo a gs acoplado a um espectrmetro de massa quadrupolo Fisons MD800, EI. Injetado 1 mcL de amostra, temperatura inicial de 120C com rampa de 15C/min at a temperatura final de 300C.Calibrao com padres internos de malation curva de calibrao anlise quantitativa;

Malation puroMalation eludo a 6,69 min.Pesquisa no banco de dados (60 000 espectros):97% de probabilidade de ser malation

GC Estudo de casoDiscusso:

A alta concentrao de malation intacto nos contedos gstricos consistente com outros casos reportados de indivduos que cometeram suicdio por ingesto de grande quantidade de malation;A falecida tambm cortou os pulsos, alm de ingerir malation.

Aplicaes Forenses da GC e GC/MS

Estudo de Caso (Case Report)

GC-MS Aplicaes Forenses

ObjetivoSeparao e determinao de 5 derivados de anfetamina presentes em amostras de sangue por GC-EI-MS;

Amostragem: amostra de sangue de casos post mortemGC-MS Aplicaes Forenses

Concentrao 2ug/gConcentrao 0,002ug/g

GC-MS Aplicaes Forenses

O enantimero R cerca de 2 vezes mais ativo que o SGC-MS Aplicaes Forenses

Estudo de Caso II (Case Report)

Case report A fatally mistaken fruit juice drink: An unordinary way of cocaine intoxication R. Garca-Repetto PhD, Tcnico Facultativo Servicio Qumica INTCF, M.P. Gimnez PhD, Jefe Servicio Qumica INTCF, M.C. Martinez PhD, Tcnico Facultativo Servicio Histologa INTCF,M.L. Soria PhD, Directora Departamento Sevilla INTCF * National Institute of Toxicology and Forensic Sciences, Department of Seville, Avda. Dr. Fedriani s/n 41015 Seville, Spain Journal of Forensic and Legal Medicine 17 (2010) 434-436

Introduo:Consumo de cocana vem aumentando cada vez mais na Espanha e na Europa;Espanha: Lugar estratgico de entrada do trfico de drogas na Europa;Usurios: inalao ou injeo intravenosa;No consumida oralmente (exceo dos Body packers);Caso curioso de intoxicao de cocana erroneamente consumida.GC Estudo de caso

O caso:Um homem de 40 anos;Tomou conhecimento, por amigos, de uma fruta tropical chamada noni, que aumenta a energia e o bem-estar;GC Estudo de caso- Morinda citrifolia, presente em vrios pases, inclusive no Brasil; Propriedades medicinais: atividades antibitica, antiinflamatria, analgsica, e, at mesmo, inibidora do cncer (mecanismo de ao desconhecido); Geralmente em forma de suco, permitida pela Unio Europia.

O caso:Encomendou pela internet o suco de noni, atravs de uma distribuidora do Mxico foram trs garrafas;Quando chegou, ele e sua parceira abriram uma das garrafas e ele bebeu o tal suco;GC Estudo de caso

GC Estudo de casoO caso:Logo depois de beber, de repente ele sentiu-se mal caindo no cho;A parceira disse que ela quebrou a garrafa; ela ainda tinha em suas mos quando o perito chegou;Os sintomas: vmitos, convulses, perda do equilbrio, ataxia, diplopia e xerostomia;Ela chamou os paramdicos;Ele teve uma parada cardiorrespiratria apenas 30 minutos depois de ter bebido o suco;

O caso:GC Estudo de casoE o que aconteceu?????

GC Estudo de casoO caso:Familiares e a parceira relataram ao perito que foi chamado ao local que o falecido no usava drogas;Duas garrafas da cena do crime foram enviadas para o laboratrio de anlise dos autores do artigo;Foram numeradas: Garrafa 1: tinha um lquido verde-escuro; Garrafa 2: observou-se a presena de um slido branco suspenso em lquido claro.- Tambm foram retiradas amostras de sangue femoral, urina e humor vtreo do falecido, para o mesmo laboratrio.

GC Estudo de casoA anlise:Amostras de sangue e urina foram devidamente armazenadas e utilizou-se padres analticos;Anlise de etanol no sangue foi feita por GC FID, procedimento realizados segundo normas espanholas;Preparo das amostras de sangue e urina imunoenzimticos e desproteinizao com acetona;Testes preliminares com GC NPD: Varian CP-3800 de gs; Coluna: slica fundida-Ultra-1coluna revestido com metil-siloxano.Gs transportador foi o hlio a uma taxa de 1,7 mL / min.Injetor e temperaturas do detector foram 280C e 300C respectivamente.Temperatura do forno inicial foi de 60C, mantida durante 2 min, aumentando em 12C / min at 290C, permanecendo a esta temperatura durante 10 min.Volume de injeo foi de 1 mL.

GC Estudo de casoA anlise:Confirmao e quantificao da cocana e dos seus metablitos (etilbenzoilecgonina, benzoilecgonina e metilecgonina) por GC MS;

Resduos secos foram aquecidos20 min a 70C com 50 mL de eagente de derivao BSTFA (N, O-bis (trimetilsilil) trifluoroacetamida). Modelo cromatgrafo gasoso 5890 II acoplado com um detector HP 5973 MS com impacto de eltrons (EI), sob monitoramento SIM. A coluna utilizada era uma slica fundida coluna capilar de Ultra-1-revestidas com metil-siloxano. Portador de gs era de hlio a uma taxa de 1,7 mL / min.Temperatura do injetor foi 280C. A fonte do MS e as temperaturas do MS foram 230C e 250C, respectivamente.Temperatura do forno inicial foi de 60 C, sustentado por 3 min, aumentando em 12C / min a 290C, permanecendo nesta temperatura durante 10 min.Volume de injeo foi de 1 mL.

GC Estudo de casoA anlise:Benzoilecgonina: metablito primrio da cocanaCocanaCocaetilenoMetilecgonina

GC Estudo de casoResultados toxicolgicos:

It is the rst time, to our knowledge, that cocaethylene formation in vitro by a non-enzymatic pathway is reported.

GC Estudo de casoResultados toxicolgicos:

No ethanol was detected in blood. Cocaine, methylecgonine and benzoylecgonine were detected in blood, urine and vitreous humour, as it is shown in Table 2. No other toxic compounds were detected.

GC Estudo de casoResultados:Realizada autpsia e exames histolgicos corao, coronrias, fgado, pulmo, crebro, bao e rim;Os achados histolgicos no fgado e corao foram de necrose aguda de etiologia txica.

GC Estudo de casoDiscusso:Caso fatal de overdose acidental de cocana;A concentrao de cocana no sangue encontrada foi de 2,27 mg/L;A ingesto de cocana no pode ser realmente confirmada, pois a garrafa foi quebrada e amostras do contedo gstrico no foram enviadas para o laboratrio;A relevncia dos resultados foi obtida atravs da comparao com trabalhos na literatura.

GC Estudo de casoDiscusso:Portanto, neste caso a morte foi atribuda a uma intoxicao aguda de cocana devido sua elevada concentrao no sangue e levando em conta os fatos de que o falecido no era um consumidor regular de cocana, e que outras substncias toxicologicamente relevantes no foram detectados nos biofludos analisados. A morte ocorreu de repente, logo aps beber suco noni e os achados histolgicos de focos necrticos no fgado e corao so concordantes de uma leso aguda txica.

GC Estudo de casoConcluso:Importncia dos exames toxicolgicos em mortes sbitas;O perigo da compra de remdios e alimentos pela internet oportunidade para organizaes do trfico de drogas; A concluso de que a cocana foi mesmo a causa da morte pode ser considerada apenas porque havia uma compreenso razovel das circunstncias e dos fatos relacionados morte; Morte acidental por intoxicao por cocana;Finalmente,pode-se afirmar queum desvionarede de distribuio de traficantesconduziram aconsequncias fataisa uma pessoa inocente.

?Dvidas

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