Noções de Química e Toxicologia Forense - PEFOCE e ITEP-RN

Prévia do material em texto

12/06/2021
1
NOÇÕES DE QUÍMICA E
TOXICOLOGIA FORENSES
DA AMOSTRAGEM À ANÁLISE INSTRUMENTAL
Prof. Diego Souza
TIPOS DE AMOSTRA E PRINCIPAIS
TÉCNICAS ANALÍTICAS UTILIZADAS
Prof. Diego Souza
12/06/2021
2
Tipos de amostras
QUÍMICA FORENSE é a utilização de conhecimentos da química e 
toxicologia no campo legal e judicial. “Utilização da química e da toxicologia para 
responder perguntas de interesse legal ou jurídico”
Técnicas analíticas disponíveis
Titulometria
Reações e mudança de cor
Gravimetria
Transformações e
pesagens
Espectroscopia de absorção molecular
Espectrofotometria UV-VIS
Espectroscopia no IV
Espectroscopia de absorção 
molecular
Espectroscopia de 
absorção atômica
Espectroscopia de emissão atômica
Emissão atômica em plasma (ICP)
Métodos cromatográficos (CCD, 
HPLC e CG)
Espectroscopia Raman
Esoalhamento inelástico 
da luz
Analisador de 
Fluorescência de Raio X
VUNESP - Químico - SAAE-SP - 2014
Diquat e paraquat são herbicidas utilizados para controlar o crescimento excessivo de
vegetação aquática. São sólidos cristalinos, de cor branca amarelada, muito solúveis em
água, de ponto de fusão acima de 180 °C.
A figura apresentada a seguir mostra resultados da separação desses herbicidas em
amostras de água, previamente limpas e concentradas, com detecção por espectroscopia
no UV, a 257 nm (paraquat) e 308 nm (diquat).
De acordo com essas informações, é correto afirmar
que a figura indica que a técnica empregada na
separação dos herbicidas é
a) cromatografia a gás.
b) cromatografia líquida de alta eficiência.
c) espectroscopia na região do ultravioleta.
d) ressonância magnética nuclear unidimensional.
e) cromatografia em camada delgada bidimensional.
PANORAMA GERAL, PRÉ-PROCESSAMENTO
E PREPARO DE AMOSTRAS
Prof. Diego Souza
12/06/2021
3
A preparação de amostras pode ser considerada como uma série de 
operações unitárias necessárias para que determinada substância 
(analito) possa ser detectada pela técnica analítica de escolha.
Pré-processamento e preparo das amostras
Como se encontra o analito na matriz?
 Conjugado/livre
 Matriz?
Qual tipo de informação de interesse?
 Estrutural
 Elementar
Etapas típicas:
1) Liberação dos analitos da amostra
2) Remoção de interferentes endógenos
3) Técnicas de extração ou digestão
4) Aumento da seletividade e sensibilidade
Pré-processamento e preparo das amostras
Acondicionamento 
e transporte
Lavagem e/ou 
Secagem
Refrigeração ou estoque 
em local seco
Moagem
Separação do(s) 
analito(s) de interesse
Avolumação Filtração
Amostragem
Identificação e/ou 
quantificação por 
técnica analítica 
adequada
Adição de 
reagentes
Tipos de abertura
(Quím: digestão; Farm: hidrólise)
Principais p/ Toxi (via úmida): alcalina, ácida e Enzimática
Principais p/ química: ácida e via seca em mufla
Alcalina ou Ácida
Vantagens:
• processo mais rápido
• custo baixo
Desvantagens:
• degradação de analitos não estáveis 
quando sua estrutura é importante.
p.ex. benzodiazepínicos
Vantagens:
• não degrada os analitos
Desvantagens:
• custo mais alto
• maior tempo de reação
• controle mais rigoroso das condições
• enzimas podem ser inibidas por substâncias 
presentes
Enzimática
Estudo de caso (digestão e extração) Detecção e
Quantificação
Ca
Mg
Fe
Zn
Cu
Mn
K
P-PO43-
NO2-
C-org.
Pesagem e adição de
ácido ou solução extratora
Adição de reagentes
se necessário
Avolumação e diluição
das amostras
Análise química [elementar] em amostras ambientais
Digestão
Extração
Técnicas:
Espectroscopia de Absorção Atômica
Espectroscopia de absorção molecular no UV-VIS
Espectroscopia de Emissão Atômica em plasma
2Cr2O72-(aq) + 3C0(s) + 16H+(aq) → 4Cr3+(aq) + 3CO2 (g)+ 8H2O
12/06/2021
4
Estudo de caso (sem digestão)
Quantificação de cis-permetrina em loção capilar 
BARBOSA, Nádia Rezende; SANTOS, Francelis Oliveira; FERREIRA,
Aline Siqueira. Cromatografia líquida de alta eficiência aplicada ao
controle da qualidade de cis-permetrina em loção capilar. HU Revista, v.
34, n. 1, p. 49-55, 2008.
“Foram pesados 12mg de loção capilar contendo cis-permetrina e diluídos em 25mL de
metanol (solução estoque - SE). Retirou-se uma alíquota de 4mL da SE e acrescentou-se
metanol em quantidade suficiente para 25mL em balão volumétrico (solução intermediária -
SI). [...] Foram realizadas diluições seriadas em metanol partindo-se da SI, a fim de se obter
calibradores nas concentrações 4,8 a 76,8µg/mL. [...] As análises cromatográficas foram
realizadas empregando-se sistema cromatográfico de alta eficiência (HPLC - Shimadzu, Japão)
[...], detector diode array.”
Estudo de caso (análise de cabelo)
Composição: principalmente proteína queratina (65 a 95%) e minoritariamente por água (15 a 
35%), lipídeos (1 a 9%) e minerais.
Pré-processamento
• Limpeza: surfactantes, soluções de limpeza e/ou solventes orgânicos (acetona, metanol, 
diclorometano, entre outros)
• Pulverização.
Extração dos analitos:
• Digestão pode ser enzimática ou mediada pela adição de solução de hidróxido de sódio e 
aquecimento.
Concentração:
• Muito baixa inferiores a dezenas de nanogramas por miligrama de cabelo são obtidas, de 
modo que alta sensibilidade da análise é requerida.
BORDIN, D. et al. Técnicas de preparo de amostras biológicas com interesse forense. Sci Chromatogr, v. 7, n. 2, p. 125-43,
2015.
ANÁLISE DE DROGAS DE ABUSO
Prof. Diego Souza
Estudo de caso
Análise de drogas de abuso Exames colorimétricos preliminares:
 Fast Blue (vermelho): maconha
 Teste de Scott (azul): cocaína
 Erlich (violeta): LSD
 Marquis (cor negra): MDMA ou MDA
 Simon (azul): MDMA
Cocaína 20%Cocaína 20%
80% ?80% ?
Etapas principais para detecção
instrumental:
1. Aliquotagem
2. Solubilização e/ou extração
3. Filtração e/ou centrifugração
4. Diluição
5. Separação, detecção e
identificação por CG-MS ou LC-MS
E a espectroscopia no infravermelho (FTIR)?
12/06/2021
5
Categoria A Categoria B Categoria C
Infravermelho Eletroforese Capilar Testes de cor ou de precipitação
Espectrometria de Massa Crom. Gasosa Espectroscopia de fluorescência
Ressonância Magnética Nuclear Crom. Líquida de Alta Eficiência Imunoensaios
Espectroscopia Raman Microcristalização Propriedades físicas e químicas
Difratometria de Raios X Marcadores Farmacológicos Espectroscopia UV-VIS
Crom. Camada Delgada
Apenas Cannabis:
Exame botânico morfológico
Exame definitivo - Recomendações SWDRUG
Scientific Working Group for the Analysis of Seized Drugs
 Caso seja escolhida uma técnica A, deve-se aplicar ainda mais uma de outra categoria.
 Caso seja aplicada uma técnica B, ainda será necessária a aplicação de duas outras
técnicas B ou C, respeitando o mínimo de duas técnicas B entre as três totais.
Obs: técnicas hifenizadas são contabilizadas como técnicas separadas (CG-EM: CG e EM).
IADES - Perito Criminal/Química - PCDF - 2016
Após a apreensão de drogas pela polícia, amostras são retiradas e levadas à perícia,
onde são realizados ensaios analíticos utilizando técnicas cromatográficas. Acerca desse
assunto, assinale a alternativa correta.
A) Em cromatografia líquida, a coluna de fase reversa é utilizada para a separação de
espécies polares.
B) Em cromatografia de íons, é utilizada coluna em fase reversa.
C) A cromatografia em camada delgada (CCD) é comumente utilizada acoplada ao
espectrômetro de massas.
D) Em cromatografia gasosa, podem ser utilizadas colunas com fase estacionária líquida
ou sólida.
E) Em cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), são utilizadas pré-colunas com o
intuito de diminuir as oscilações das bombas.
EXTRAÇÃO LÍQUIDO-LÍQUIDO, 
EXTRAÇÃO EM FASE SÓLIDA E SPME
Prof. Diego Souza
Extração líquido-líquido
12/06/2021
6
Estudo de caso - Efeito do pH na extração
HIDROSSOLUBILIDADE/LIPOSSOLUBILIDADE
THC
Ácido 11-nor-delta9
(excretado via urina)Testosterona
Cocaína Metilecgonidina
CESPE – Perito/Química - PEFOCE
A tetraidroarmina apresenta maior solubilidade em solução aquosa ácida que
o ácido (9Z)-octadec-9-enoico.
Extração por volatilização e detecçãopor headspace
DETERMINAÇÃO OU IDENTIFICAÇÃO DE VOLÁTEIS
Extração
em fase sólida
12/06/2021
7
61 2 3 4 5 Baseado na partição do
analito entre a fibra de
extração e a matriz
(amostra)
Microextração de fase sólida
(SPME, solid-phase microextraction)
Fatores que afetam a
extração por SPME:
-Dimensões da fibra 
(comprimento, espessura);
-Tipo de fibra;
-Temperatura de extração;
-Efeito da matriz (presença 
de sal, pH);
-Velocidade de agitação;
-Tempo de extração.
Microextração de fase sólida
(SPME, solid-phase microextraction)
Fase estacionária e 
espessura do filme
Abreviação Aplicação geral
Polidimetilsiloxano (100um) PDMS Compostos não-polares, 
voláteis
Polidimetilsiloxano (30um) PDMS Não-polares, voláteis e 
semi-voláteis
Polidimetilsiloxano (7um) PDMS Não-polares, semi e não 
voláteis
Polidimetilsiloxano-
divinilbenzeno (65um)
PDMS-DVB Polar
Poliacrilato (85um) PA Polar, uso geral, voláteis
Carboxeno-polidimetilsiloxano 
(75um, 85um)
CAR-PDMS Voláteis
Carbowax-divinilbenzeno 
(65um, 75um)
CW-DVB Polar, voláteis
Estudo de caso
1) holder; 2) fibra exposta de PDMS; 3) vail
com amostra; 4) banho aquecido; 5) chapa
de aquecimento (95ºC).
Frasco com amostras de papéis com 
possível resquício de gasolina
Dessorção térmica no injetor do 
instrumento a 250ºC por 5 minutos.
Detecção de acelerantes
Lia Mara Loli. Trabalho de Conclusão de Curso: Estudo comparativo
das técnicas de headspace estático e microextração em fase sólida na
análise de resíduos de incêndio. UFSC -2004.
Cromatograma
IBADE - Farmacêutico - Ji-Paraná - 2018
A base de um diagnóstico toxicológico confiável é a realização de uma análise toxicológica
eficiente. Os métodos de análise podem ser classificados em três tipos de procedimentos:
triagem, confirmação e métodos específicos (seletivos). Para este último, o analito deverá ser
isolado de uma matriz em uma concentração adequada para ser identificado/quantificado e,
portanto, alguns procedimentos são requeridos. Correlacione corretamente o tipo de analito
(1, 2 ou 3) com o respectivo método de isolamento e/ou análise.
( ) sofrem derivatização a fim de otimizar as condições de análise por cromatografia gasosa
acoplada ao detector de ionização por chama e, de aumentar a seletividade e a sensibilidade.
( ) liberados por transformação da matéria orgânica, envolvendo processos de mineralização, seja
por via seca (oxidação térmica) ou úmida (oxidação química); complexação com quelantes.
( ) sofrem extração sortiva em barras de agitação, com polímeros de impressão molecular e
extração em colunas de acesso restrito em análise multidimensional.
( ) sofrem extração por headspace e headspace acoplada à microextração em fase sólida.
( ) obtidos por extração líquido-líquido, extração em fase sólida, extração em fluido supercrítico.
1. Voláteis 2. Inorgânicos 3. Orgânicos não voláteis
12/06/2021
8
Prof. Diego Souza
prof.diegosouza
t.me/profdiegosouza
prof.diegosouza
Dr. em Química e Perito Criminal
Obrigado!