BR112020005018B1 - Fita de teste e método de detecção de contaminação por hidrocarboneto em solo e água - Google Patents

Abstract

Um método para a detecção de contaminação por hidrocarboneto em uma amostra é descrito. O método inclui o contato de uma amostra com uma sonda molecular. A sonda molecular tem uma fotoluminescência que é ambientalmente sensível. A fotoluminescência da sonda molecular é coletada. O método inclui a determinação se a fotoluminescência é um indicativo de uma amostra contaminada por hidrocarboneto. Uma fita de teste para a detecção de contaminação por hidrocarboneto em uma amostra é também descrita. A fita de teste inclui uma sonda molecular embebida em um substrato e/ou imobilizada no substrato, a sonda molecular tendo uma fotoluminescência que é ambientalmente sensível à amostra contaminada por hidrocarboneto.

Description

Campo e Antecedente

[001] A presente invenção está relacionada à detecção de contaminação por hidrocarboneto em uma amostra tal como solo ou água.

[002] A contaminação de oceanos, rios e lagos por hidrocarbone- tos tais como óleo e graxas (por exemplo, gasolina, combustível, e os outros derivados de hidrocarboneto), é um problema comum ao redor do mundo. As águas contaminadas levam à degradação ambiental e fortes riscos à saúde humana e aquática. As agências reguladoras podem ter limites quanto ao total de óleo e graxas (TOG) ou hidrocarboneto de petróleo total (TPH) em água, implicando fortes interesses para as indústrias a serem capazes de determinar TOG e TPH em água para ter certeza de que eles atendam os limites.

[003] Além disso, as organizações ambientais sem fins lucrativos, que estão constantemente mapeando áreas diferentes para encontrar possíveis derramamentos ilegais, precisam de melhoramentos em tecnologia para medir estes valores. A possibilidade de medições em campo é altamente desejada também, como fluxos de água produzidos em algumas indústrias ou amostras em locais que são difícieis de alcançar a necessidade de monitoramento constante, ao mesmo tempo em que a análise de laboratório normal seria muito demandada e dispendiosa.

[004] Normalmente, o teor de TOG em água é determinado por extração de água em um solvente não polar, concentração, e análise posterior usando métodos diferentes. Entre estes métodos, são mais comumente usadas análise gravimétrica (EPA 1664), detecção por ionização por chama por chama em cromatografia gasosa, (ISO 93772), fluorescência por UV, espectometria de infravermelho a laser em cascata quântica (QCL-IR), analisador IR de filtro não disperso/fixado. Infelizmente, estes métodos têm algumas desvantagens tais como altos custos, requerendo instrumentação que é difícil de transportar, e e necessitando de pessoal altamente treinado. Com alguns métodos, os hidrocarbonetos cíclicos escampam da detecção e/ou o método é sensível apenas a hidrocarbonetos aromáticos. Alguns métodos usam materiais químicos de destruição de ozônio atmosférico, muitos agora banidos pelo Protocolo de Montreal.

[005] Deseja-se ter um modo de determinar rapidamente se uma amostra de água ou solo está contaminada, quantitativamente ou qualitativamente. É desejável que isso possa ser feito por pessoal não treinado. Os métodos de laboratório e métodos de campo mais complexos geralmente requerem um certo grau de perícia em lidar com o dispositivo, etapas de preparação de amostra possíveis bem como a interpretação dos resultados, e são, consequentemente, reservados aos profissionais. Deseja-se também que os custos sejam baixos.

Sumário

[006] Em vista do acima exposto, é descrita aqui uma fita de teste que pode ser, por exemplo, imersa em água e/ou arrastada sobre o solo e lida com um leitor portátil (por exemplo, um dispositivo de comunicação móvel smartphone ou tablet), que em seguida pode possivelmente determiner se a amostra está contaminada com hidrocarbo- neto(s).

[007] É descrito aqui um método para detecção da contaminação por hidrocarboneto em uma amostra, fazendo uso de uma sonda molecular que tem uma fotoluminescência ambientalmente sensível. Em algumas modalidades, a sonda é imobilizada em uma fita de teste. É descrito aqui um método de acordo com a reivindicação 1 e uma fita de teste de acordo com a reivindicação 15. Outras configurações, detalhes, detalhes, e aspectos da presente Invenção são também descri tos aqui. O método descrito aqui pode fornecer uma análise rápida, portátil e barata, que não requer não requer treinamento extensive para realizar.

[008] É descrito aqui um sistema, que pode usar fotoluminescên- cia de sondas moleculares ambientalmente sensíveis para superar muitos dos problemas acima mencionados. A concentração de hidro- carboneto tal como óleo e graxa em água pode ser determinada rapidamente no campo, com o uso de tecnologia barata (por exemplo, leitor de fluorescência ou smartphone, ou leitor de tablet) tanto em modelo qualitativo (por exemplo, mergulhando rapidamente uma fita de teste na água e medindo-a depois, sem extração de óleo e graxa) e/ou modelo quantitativo ( associado com solventes).

[009] Aqui, é descrito um método para a detecção de contaminação por hidrocarboneto em uma amostra, tal como água, solo, ou extrato do mesmo, o método compreendendo: contato de uma amostra com uma sonda molecular, a sonda molecular tendo uma fotolumines- cência que é ambientalmente sensível; coletando a fotoluminescência da sonda molecular; e determinando se a fotoluminescência é um indicativo de uma amostra contaminada por hidrocarboneto.

[0010] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, a sonda molecular é ambientalmente sensível à viscosidade e/ou polaridade. Uma sonda molecular que é particularmente sensível à viscosidade e/ou polaridade é vantajosa porque a presença de hidrocarbonetos podem signifi- cantemente impactar a viscosidade e a polaridade.

[0011] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, a sonda molecular tem um estado de transferência de carga intramolecular torcido, o estado de transferência de carga intramolecular torcido incluindo menos foto- luminescência do que outro estado, tal como um estado planar. O es- tado de transferência de carga intramolecular torcido pode ser variavelmente acessível. A fotoluminescência reduzida pode translatar como sendo menos luminescente, tendo um tempo de vida mais curto, tendo uma produção quântica de fotofluorescência menor, etc.

[0012] O estado de transferência de carga intramolecular torcido pode ser variavelmente acessível, tal como sendo dependente de condições ambientais tal como viscosidade e/ou polaridade. Uma sonda com um estado de transferência de carga intramolecular torcido pode ser vantajosa porque tais estados podem ser variavelmente acessíveis dependendo do ambiente da sonda molecular, e/ou tais testes podem podem sofrer processos ambientalmente sensíveis. A sensibilidade ambiental da sonda molecular pode afetar a fotoluminescência da sonda molecular, de modo que a fotoluminescência pode ser usada para determinar se a amostra é um indicativo de água contaminada por hidrocarboneto. Sem ficar preso à teoria, um estado de transferência de carga pode ser particularmente sensível à polaridade ambiental.

[0013] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, a sonda molecular é um rotor molecular. Uma sonda molecular que é um rotor molecular pode ser particularmente ambientalmente sensível, tal como à viscosidade da amostra.

[0014] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, a sonda molecular compreende uma porção de 4-nitrostilbeno, tal como de acordo com a fórmula em que R é selecionado de referido como 4-DNS, referido como 4-DNS-OH, e uma porção de -N-R’R” funcionalizada com um membro selecionado do grupo de: uma alquila, uma alquenila, uma alquinila, um haleto de alquila, uma tioalquila, uma hidroxialquila, um fosfato de alquila, uma alquila fosfórica, um boronato de alquila, uma alquila borônica, um ácido carboxílico, um carboxilato, um ácido sulfônico, um sulfonato, um silano, e combinações dos mesmos.

[0015] O uso de uma porção de 4-nitrostilbeno, tal como aqueles acima mencionados, pode ser vantajosa, porque ele pode fornecer uma fotoluminescência ambientalmente sensível. As espécies baseadas em 4-nitroestilbeno podem ser usadas para a detecção de hidro- carbonetos em uma amostra.

[0016] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, a sonda molecular é solvatocrômica e/ou solvatocinética. Uma sonda molecular solvato- crômica e/ou solvatocinética pode ser particularmente sensível ao ambiente de modo a alterar as propriedades fotoluminescentes na exposição aos hidrocarbonetos.

[0017] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, a sonda molecular é imobilizada em um substrato hidrofóbico, tal como um substrato de flu- oreto de polivinilideno. Uma forma imobilizada da sonda molecular é últil para fornecer para um formato portátil para realização do método que não requer muito treinamento do usuário. Fluoreto de polivinilide- no pode possivelmente auxiliar na manutenção da sensibilidade ambiental da sonda molecular a uma amostra líquida.

[0018] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, a amostra é água, solo, ou um extrato do mesmo. É desejável detector a contaminação da água e do solo com hidrocarbonetos.

[0019] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, o método inclui a estimativa de um teor de hidrocarboneto da amostra com base na fotoluminescência. Tal estimativa pode fornecer um usuário com informação mais específica para determinar se a amostra é adequada a certos propósitos tais como beber, cozinhar e tomar banho.

[0020] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, a amostra é conectada à sonda molecular mergulhando-se o substrato na amostra ou mergulhando a amostra no substrato ou vaporizando-se o substrato com a amostra. Também é possível limpá-lo e esfregá-lo. Mergulhar, gotejar, limpafr, esfregar, ou vaporizar pode ser vantajoso na medida em que leva a um contato adequado da sonda molecular e da amostra, e pode ser realizada pelos usuários sem treinamento extenso. Alternativamen- te/adicionalmente, a sonda molecular pode ser colocada em contato com a amostra flutuando-se, um substrato, incluindo a sonda molecular imobilizada, sobre uma amostra, tal flutuação possivelmente fornecendo contato entre a sonda molecular e um contaminante de hidro- carboneto extraído em uma camada de extrato/solvente no topo de uma amostra aquosa.

[0021] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, o método inclui determinação de um sinal, um brilho, uma relação de brilho (tal como tirada em dois comprimentos de onda), uma luminância, uma produção quântica de fotoluminescência, um espectro, e/ou uma cinética de fotoluminescência tal como um tempo de vida da fotoluminescência; a de terminação sendo da sonda molecular em contato ou após contato com a amostra. O uso de determinações diferentes, por exemplo, tipos de sinal fotoluminescentes e similares, pode fornecer sensibilidade maior.

[0022] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, um dispositivo portátil tal como um smartphone, câmera digital, tablet, ou comunicação móvel e dispositivo de computação, coleta a fotoluminescência e determina se a fotoluminescência é indicativo da contaminação por hidrocarboneto; o dispositivo portátil compreendendo opcionalmente uma lente e/ou fibra ótica para coleta da fotoluminescência. O uso de um dispositivo portátil pode ser vantajoso para permitir que o método seja realizado em áreas remotas. Uma lente e/ou fibra ótica pode ser vantajosa para convenientemente permitir que a fotoluminescência seja coletada.

[0023] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, o método também inclui excitação da sonda molecular com uma fonte de luz visível ou ultravio- eta tal como um flash da câmera, um LED, um laser, ou uma luz incandescente. A existência da sonda molecular com tais meios é vantajosa pelo fato de fornecer um modo de gerar a fotoluminescência.

[0024] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, o método também inclui comparação da fotoluminescência a uma calibração; tal como comparação de um sinal, tal como a luminescência, a uma referência (uma referência sendo, por exemplo, dados armazenados ou uma mancha de referência na fita de teste). Pode ser vantajoso ter uma comparação explicar e possivelmente corrigir a variação de fotoluminescência de sonda molecular que não pode ser causada diretamente por hidrocar- bonetos.

[0025] Aqui, é descrita uma fita de teste para a detecção de con taminação por hidrocarboneto em uma amostra, incluindo uma sonda molecular embebida em um substrato e/ou imobilizada no substrato, a sonda molecular tendo uma fotoluminescência que é ambientalmente sensível à amostra contaminada por hidrocarboneto. A fita de teste pode ser vantajosa por ser portátil, barata, e facilmente usada.

[0026] De acordo com uma outra modalidade (da fita de teste), que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, a sonda molecular é ambientalmente sensível à viscosidade e/ou polaridade. Uma sonda molecular que é particularmente sensível à viscosidade e/ou polaridade é vantajosa porque estas propriedades podem ser impactadas pela presença de hidrocarbonetos.

[0027] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, a sonda molecular tem um estado de transferência de carga intramolecular torcido acessível, o estado de transferência de carga intramolecular torcido incluindo menos fotoluminescência do que outro estado, tal como um estado planar. Uma sonda com um estado de transferência de carga intramolecular torcido pode ser vantajosa porque tais estados podem ser variavelmente acessíveis dependendo do ambiente da sonda molecular, e/ou tais testes podem sofrer processos ambientalmente sensíveis. A sensibilidade ambiental da sonda molecular pode afetar a fotoluminescência da sonda molecular, de modo que a fotoluminescência pode ser usada para determinar se a amostra é um indicativo de hidrocarbone- tos.

[0028] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, a sonda molecular é um rotor molecular. Uma sonda molecular que é um rotor molecular pode ser particularmente ambientalmente sensível, tal como à viscosidade da amostra.

[0029] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, a sonda molecular compreende uma porção de 4-nitrostilbeno, tal como de acordo com a fórmula em que R é selecionado de referido como 4-DNS referido como 4-DNS-OH, e uma porção de -N-R’R” funcionalizada com um membro selecionado do grupo de: uma alquila, uma alquenila, uma alquinila, uma haletos de alquila, uma tioalquila, uma hidroxialquila, um fosfato de alquila, uma alquila fosfórica, um boronato de alquila, uma alquila borônica, um ácido carboxílico, um carboxilato, um ácido sulfônico, um sulfonato, um silano, e combinações dos mesmos.

[0030] O uso de uma porção de 4-nitrostilbeno, tal como aqueles acima mencionados, pode ser vantajoso porque ele pode fornecer uma fotoluminescência ambientalmente sensível. As espécies baseadas em 4-nitrostilbeno podem ser usadas para a detecção de hidrocarbonetos em uma amostra.

[0031] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, a sonda molecular é solvatocrômica e/ou solvatocinética. Uma sonda molecular solvatoci- nética e/ou solvatocrômica pode ser particularmente sensível ao ambiente de modo a alterar as propriedades fotoluminescentes na exposição aos hidrocarbonetos.

[0032] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, a sonda molecular é imobilizada em um substrato hidrofóbico, tal como um substrato de flu- oreto de polivinilideno; e/ou a sonda molecular é embebida em uma matriz hidrofóbica, tal como uma matriz de fluoreto de polivinilideno, no sobstrato. Uma forma imobilizada da sonda molecular é últil para fornecer para um formato portátil para realização do método que não requer muito treinamento do usuário. Fluoreto de polivinilideno pode possivelmente minimamente reduzir a sensibilidade ambiental da sonda molecular a uma amostra líquida.

[0033] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, a fita de teste também inclui uma espécie fotoluminescente de referência para comparação com a fotoluminescência da sonda molecular; a fotoluminescência da espécie de referência sendo opcionalmente relativamente ambientalmente insensível. Uma referência pode fornecer mais informação para determinar se a amostra está contaminada com hidrocarbonetos, e pode permitir a correção de outros efeitos que podem influenciar a fo- toluminescência.

[0034] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, a fita de teste compreende várias manchas e/ou linhas de espécies fotoluminescentes que incluem a sonda molecular. Várias manchas podem fornecer a coleta de mais fotoluminescência, possivelmente permitindo a comparação de resultados, aquisição de mais dados, e similares, para amostragem mais robusta e resultados mais confiáveis. De acordo com uma modalidade adicional/alternativa, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, a sonda molecular é imobilizada em um área bastante grande do substrato, tal como pelo menos 1 cm2, pelo menos 2 cm2, ou pelo menos 4 cm2, e/ou mais do que 90% da área da fita de teste, e/ou a superfície total do substrato e/ou fita de teste. Isto pode ser vantajoso para fornecer sensibilidade maior, tal como um si- nal elevado (por exemplo, mais brilhante), particularmente na presença de um hidrocarboneto.

[0035] De acordo com outra modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, a fita de teste é para testar água e/ou solo, tal como para testar diretamente um extrato líquido do mesmo. Tal detecção é vantajosa pelo fato de que não requer treinamento extenso do usuário ou preparação de amostra.

Breve Descrição dos Desenhos

[0036] A Fig. 1 descreve sondas moleculares, de acordo com as modalidades descritas aqui.

[0037] A Fig. 2 descreve emissão de fluorescência normalizada de uma sonda molecular imobilizada umedecida com diferentes solventes, de acordo com as modalidades descritas aqui. A Fig. 2 é representativa de 4-DNS-OH imobilizado em polímero de PVDF.

[0038] A Fig. 3 ilustra a fotoluminescência de sondas moleculares expostas a vários líquidos, de acordo com as modalidades descritas aqui.

[0039] A Fig. 4(A) mostra, de acordo com as modalidades descritas aqui, usando um substrato flutuante para colocar em contato uma amostra com uma sonda molecular.

[0040] A Fig. 4(B) ilustra a fotoluminescência de sondas moleculares imobilizadas expostas a variedades de quantidades de hidrocarbo- netos, de acordo com as modalidades descritas aqui.

[0041] As figs. 5(A) e 5(B) ilustram a fotoluminescência de sondas moleculares imobilizadas expostas a variedades de quantidades de hidrocarbonetos, de acordo com as modalidades descritas aqui.

[0042] A Fig. 6 ilustra a luminescência de uma sonda molecular imobilizada em um substrato na exposiçção de quantidades crescentes de hidrocarboneto, de acordo com as modalidades descritas aqui. A Fig. 6 é ilustrativa da intensidade de fotoluminescência de 4-DNS- OH absorvidas em fitas teste de PVDF no aumento da concentração de lubrificação de óleo em ciclo-hexano.

[0043] A Fig. 7(A) mostra a fotoluminescência de fitas teste que inclui sondas moleculares imobilizadas expostas a variedades de quantidades de hidrocarbonetos, de acordo com as modalidades descritas aqui.

[0044] A Fig. 7(B) descreve fotoluminescência de fitas teste que inclui sondas moleculares imobilizadas expostas a variedades de quantidades de hidrocarbonetos, de acordo com as modalidades descritas aqui.

[0045] A figs. 8(A) e 8(B) ilustram fotoluminescência de sondas moleculares imobilizadas expostas a variedades de quantidades de hidrocarbonetos, de acordo com as modalidades descritas aqui.

[0046] A Fig. 9 ilustra a fotoluminescência de sondas moleculares imobilizadas expostas a variedades de quantidades de hidrocarbone- tos, de acordo com as modalidades descritas aqui.

[0047] A Fig. 10 ilustra a fotoluminescência de sondas moleculares imobilizadas expostas à variedades de quantidades de hidrocarbone- tos, de acordo com as modalidades descritas aqui.

[0048] A Fig. 11 representa, de acordo com as modalidades descritas aqui, um dispositivo portátil para coleta da fotoluminescência de sondas moleculares.

Descrição Detalhada

[0049] Aqui, os termos "microambiente" e "ambiente" podem ser usados intercambiavelmente em certos contextos, particularmente quando referindo ao "ambiente" de uma sonda molecular. Aqui, os termos "corante" e "indicador" podem ser usados, em contexto, como sinônimo de "sonda molecular" particularmente quando se referindo a uma espécie não polimérica que tem fotoluminescência ambientalmente sensível. Uma sonda molecular que é enxertada em um substrato, como descrito aqui, deve ser registrada como uma sonda molecular. As sondas moleculares podem ser enxertadas, embebidas, e/ou absorvidas, por exemplo, por substratos poliméricos. Aqui, DNS pode ser usado, em contexto, como sinônimo de, para 4-DNS. Aqui, DNS-OH pode ser usado, em contexto, como sinônimo de, para 4-DNS-OH.

[0050] Aqui, "fotoluminescência" é usada como um termo geral como entendido por uma pessoa versada para incluir fluorescência. Particularmente, em muitos dos exemplos aqui, o mecanismo de foto- luminescência é o mecanismo de fluorescência.

[0051] O termo TPH aqui, pode referir-se a hidrocarboneto de petróleo total; aqui, o termo "PAH" pode referir-se a hidrocarbonetos aromáticos policíclicos; "PH" pode referir-se a hidrocarbonetos de petróleo; "FOG" pode referir-se a gorduras, óleo e graxa. Aqui, dependendo do contexto, hidrocarbonetos podem referir-se a relativamente hidrocarbonetos viscosos tais como aqueles (incluindo misturas) tendo uma viscosidade aproximadamente pelo menos similar a ou maior do que queresene líquida em uma temperatura similar, particularmente, em torno da temperatura ambiente, por exemplo, temperatura ambiente ± 10 °C.

[0052] A Fig. 7(A) mostra a fotoluminescência de fitas teste expostas a 0 ppm, 5 ppm, e 50 ppm de hidrocarboneto de petróleo total (TPH) em água, de acordo com as modalidades descritas aqui. Como ilustrado na Fig. 7(A), uma fita de teste que inclui uma sonda molecular de fotoluminescência imobilizada em um substrato pode se tornar mais luminescente na exposição a uma amostra de água contaminada por hidrocarboneto. A Fig. 7(B) ilustra, de acordo com as modalidades descritas aqui, fotoluminescência coletada de amostra(s). A Fig. 7(B) pode ilustrar uma relação de luminescência versus TPH. Para por em contato a amostra com a sonda molecular, pode-se imergir a fita de teste na amostra (por exemplo, uma amostra líquida, particularmente, aquosa, tal como 250 ml de amostra líquida) e agitá-la. Subsequentemente, a fita de teste pode ser seca por papel, e a fotoluminescência coletada. É também possível extrair os hidrocarbonetos usando um solvente volátil, e pondo em contato a extração com a fita de teste.

[0053] A fotoluminescência coletada pode ser comparada a uma referência tal como uma calibração, que pode permitir a determinação quantitativa de contaminação de hidrocarboneto. A Fig. 5(B) ilustra, de acordo com as modalidades descritas aqui, a fotoluminescência coletada de sonda molecular(s) que foi colocada em contato com a(s) amostra(s). Por exemplo, como mostrado na Fig 5(B), uma calibração pode ser usada, tal como aquela obtida expondo-se a fita de teste a concentrações conhecidas de hidrocarbonetos, e coletando fotoluminescência. A calibração pode ser em forma tabular e/ou funcional, por exemplo.

[0054] De acordo com as modalidades descritas aqui, uma extração de uma amostra de água pode ser feita e a extração pode ser colocada em contato com a sonda molecular. Por exemplo, o solvente de extração pode ser um hidrocarboneto leve tal como ciclo-hexano e/ou pentano, ou similares. Os volumes da amostra de água e solvente de extração podem ser opcionalmente predeterminado/conhecido. Pode ser possível determinar o teor de carbono na amostra de água quando o teor de carbono do extrato (que pode ser reduzido em volume por evaporação ou similares) é determinado. É possível diluir as amostras, tais como amostras altamente contaminadas, ou extratos de alto teor de hidrocarboneto, tal como pondo elas antes em contato com a sonda molecular, que pode aumentar com precisão.

[0055] A Fig. 1 mostra sondas moleculares, de acordo com as modalidades descritas aqui. As propriedades de fotoluminescência dos rotores moleculares DNS e DNS-OH (4-DNS-OH ou 2-[etil[4-[2-(4- nitrofenil)etenil]fenil]amino]etanol) podem ser, particularmente, úteis para detectar hidrocarbonetos em água. DNS e 4-DNS-OH podem ser registrados como um estilbeno com base em push-pull que exibe fortes emissões de fluorescêcia em microambientes altamente viscosos. Se a viscosidade aumenta, torção molecular no estado excitado pode transmitir acesso a um estado de TICT (transferência de carga intramolecular distorcida), do qual a sonda molecular pode detectar por meio de vias sem radiação. Sem ficar preso à teoria, quando o 4-DNS- OH é em um estado livre, tal como em um ambiente de baixa viscoside, incluindo possivelmente imobilizado em um substrato sem analito, a sonda molecular pode ter fotoluminescência relativamente baixa possivelmente devido ao alto grau de liberdade. Na presença de PH, a viscosidade relativamente alta pode impeder a distorção molecular, desse modo aumentando a fotoluminescência.

[0056] De acordo com as modalidades descritas aqui, o estado de TICT pode ser variavelmente acessível, tal como variavelmente acessíveis dependendo da presença de hidrocarbonetos. Os hidrocarbone- tos não polares viscosos podem, particularmente, impedir a acessibilidade de um estado de TICT.

[0057] A Fig. 3 mostra, de acordo com as modalidades descritas aqui, luminescência (normalizada) de uma sonda molecular, tal como, particularmente, fitas teste de 4-DNS-OH após imersão em vários líquidos, como um meio d ecolocar em contato a amostra com a sonda molecular. A luminescência de 4-DNS-OH pode ser aumentada em hidrocarbonetos não polar viscosos. Outros membros da família de sondas moleculares baseadas em pode apresentar tendências similares e também ser adequados na invenção descrita, que pode explorar a fotoluminescência ambientalmente sensível. Outras sondas moleculares que têm um estado de TICT variavelmente acessíveis pode também ser adeqaudo.

[0058] Sem ficar preso à teoria, a interação de ligação de hidrogê- nio de solventes polares com o par eletrônico livredo grupo amino de 4-DNS-OH pode favorecer uma a um transferência de carga intramolecular sem radiação que inibe a fotoluminescência. Por exemplo, a ligação de hidrogênio ao grupo amino pode enfraquecer a força doadora de elétron daquele grupo funcional, e pode retardar a transferência de carga intramolecular. Isto pode enfraquecer a fluorescência. As ligações de hidrogênio fortes de átomos N e/ou O da sonda molecular pode também dissipar a energia de excitação por meio de séries de reações vibracionais não fluorescentes, desse modo possibilitando a privação do sistema de uma possibilidade de relaxamento por emissão de uma foto. As quantidades grandes de água podem inibir a fluorescência, mesmo se existir uma uma grande quantidade de analito de óleo que esteja presente. Consequentemente, de acordo com uma modalidade que possa ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, a sonda molecular pode ser embebida em um substrato e/ou imobilizada em um substrato, tal como um polímero hidrofóbico. Isto pode proteger a sonda molecular de interações de solvente polar (por exemplo, água). Pode também permitir que o hidrocarboneto da amostra entre em contato com a sonda molecular, tal como por difusão. Além disso, o uso de um substrato pode conferir ao sistema um suporte sólido para trabalhar como uma fita de teste conveniente. Por exemplo, fluoreto de polivinilideno (PVDF) pode ser o substrato hidro- fóbico no qual a sonda molecular é imobilizada. Pode também ser vantajoso para o substrato ser poroso. Um substrato poroso de PVDF é, particularmente, contemplado, por exemplo, por permitir absorção de óleo, ao mesmo tempo em que tendo interação insignificante com água.

[0059] A Tabela 1 mostra comprimentos de onda de emissão máxima e FEF (fator de enriquecimento de fluorescência) de 4-DNS-OH na solução quando excitada a 400 nm, de acordo com as modalidades descritas aqui.

[0060] A Fig. 2 mostra emissão de fluorescência normalizada de polímero de PVDF de 4-DNS-OH, umedecida com diferentes solventes, de acordo com as modalidades descritas aqui. As películas de PVDF foram revestidos por imersão com uma solução de tolueno de 4- DNS-OH. Após evaporação de tolueno, as películas mostraram faixa de fluorescência antecedente a 657 nm. As alíquotas de hidrocarbone- to diferentes foram em seguida adicionadas a esta película e os espectros de emissão foram registrados. Como esperado, os diferentes hi- drocarbonetos mostraram realces das faixas de fluorescência bem como alguns desvios batocrômicos, ao mesmo tempo em que outros hidrocarbonetos de baixo peso molecular mostraram pequenos sinais, e os líquidos polares mostraram mudanças insignificantes.

[0061] Para preparar o PVDF imobilizado por 4-DNS-OH, por exemplo, 40 x 40 mm de películas de fluoreto de poliviniledeno (Amersham Hybond P0.2 PVDF) podem ser revestidos por imersão surante 5 segundos em solução de 4-DNS-OH de 4 mL (por exemplo, 1xi0-3 M de tolueno) em uma placa de Petri. Após retirar a fita da solução, o excesso de líquido pode ser absorvido emum papel de uma das bordas da película, e o tolueno foi deixado evaporar ao mesmo tempo em que a película foi suspensa orizontalmente de seus quatro cantos.

[0062] A Fig. 4(B) é representativa de fotoluminescência de 4-DNS e/ou 4-DNS-OH imobilizado em PVDF, na ausência e presença de hi- drocarbonetos, de acordo com as modalidades descritas aqui. Sob estas condições imobilizadas, o composto 4-DNS tem uma emissão máxima em cerca de 646 nm, e a emissão de 4-DNS-OH tem um máximo a 657 nm. É possível preparar as fitas teste expondo os substratos durantes 3 segundos em solução de sonda molecular de 1 mM em tolue- no, e permitindo que elas subsequentemente sequem durante 5 minu- tos, por exemplo.

[0063] A Fig. 4(A) mostra, de acordo com as modalidades descritas aqui, um modo que a amostra pode ser colocada em contato com uma sonda molecular imobilizada. De acordo com as modalidades descritas aqui, o substrato pode ser flutuado em uma amostra, tal como para absorver uma camada de hidrocarboneto presente na interface de ar/líquido; a camada de hidrocarboneto pode ser uma extração de uma amostra, principalmente aquosa, por exemplo. Uma porção de hidrocarboneto leve, tal como ciclo-hexano, pode ser adicionada a uma amostra, tal como uma amostra baseada em água; a mistura pode ser agitada, e deixada assentar; um substrato que inclui a sonda molecular imobilizada pode ser flutuada na superfície da mistura, removida, opionalmente secada, e a fotoluminescência coletada da sonda molecular imobilizada/embebida no sobstrato. Flutuando-se o substrato, a sonda molecular pode ser colocada em contato pelos hidrocar- bonetos extraídos de uma amostra aquosa ou similares.

[0064] A Fig. 4(B) ilustra, de acordo com as modalidades descritas aqui, sondas moleculares fotoluminescentes imobilizadas em substratos que foram expostos a várias concentrações de combustível diesel em água. O contato com concentração maior de combustível diesel pode resultar em um aumento de fotoluminescência (por exemplo, da esquerda para direita da Fig. 4(B)).

[0065] As Figs. 5(A) e 5(B) ilustram, de acordo com as modalidades descritas aqui, a fotoluminescência coletada de sondas moleculares que entraram em contato com a(s) amostra(s). As figs. 5(A) e 5(B) podem ilustrar, de acordo com as modalidades descritas aqui, a foto- luminescência que pode ser coletada de sondas moleculares imobilizadas que foram contatadas com níveis variáveis de amostra contaminada por hidrocarboneto, particularmente, diesel em água.

[0066] Os exemplos das Figs. 4(A), 4(B), 5(A), e 5(B) sustentam que é possível ter um limite de detecção de aproximadamente 0,6% de diesel em ciclo-hexano quando usando 365 nm de excitação com 4- DNS imobilizado em PVDF. As amostras também sustentam o uso de um "substrato de flutuação" para por em contato a amostra com a sonda molecular.

[0067] A Fig. 8(A) ilustra, de acordo com as modalidades descritas aqui, sondas moleculares fotoluminescentes imobilizadas em substratos para a detecção de diesel. A Fig. 8(A) mostra um aumento na lu- minância no contato da sonda molecular com diesel, que pode ser diesel extraído de uma amostra aquosa.

[0068] As Figs. 5(A) e 5(B) ilustram, de acordo com as modalidades descritas aqui, a fotoluminescência coletada de sondas moleculares que entraram em contato com a(s) amostra(s). As figs 5(A) e 5(B) podem ilustrar, de acordo com as modalidades descritas aqui, uma sonda molecular imobilizada usada para detectar diesel em água após extração do diesel pelo uso de níveis de hidrocarboneto tal como pentano e/ou ciclo-hexano. Pode ser conveniente utilizar a extração e contatar a extração com a sonda molecular em vez de ter uma amostra de água contaminada diretamente contact a sonda molecular. Tais extrações podem auxiliar em determinação quantitativa de contaminação de água. As Figs. 5(A) e 5(B) ilustram, de acordo com uma modalidade, o sinal de fotoluminescência de 4-DNS-OH imobilizado em um substrato, com excitação a 460 nm usando um LED de 10 mW e filtro de passagem baixa de 480 nm (após exposição a várias concentrações de diesel em ciclo-hexano). A fotoluminescência pode ser coletada através de uma passage de faixa de 525/50 nm. Das figs. 13 e 14, observa-se que baixas concentrações (por exemplo, 0 a 5%) de hidrocarbonetos podem fornecer erro menor, por exemplo, 0,2%, do que concentrações maiores (por exemplo, 5 a 50%) que podem fornecer erro maior, por exemplo, 2,7%. Em uma modalidade, que pode ser combinada com qualquer outra modalidade descrita aqui, as amostras podem ser diluídas de modo a aumentar a precisão de uma determinação quantitativa de contaminação de hidrocarboneto. As figs. 5(A) e 5(B) ilustram, de acordo com as modalidades descritas aqui, que o método pode ser realizado em extrações líquidas de amostras, tal como extração de água ou solo.

[0069] Por exemplo, uma referência tal como uma curva de cali- bração pode ser gerada, tal como aquela ilustrada pelas figs. 5(A) e 5(B)(B), para um hidrocarboneto extraído de uma amostra aquosa, tal como uma extração usando um hidrocarboneto leve tal como pentano e/ou ciclo-hexano.

[0070] Alternativamente/adicionalmente, uma amostra pode ser uma amostra de solo. Por exemplo, uma sonda molecular pode ser colocada em contato com a amostra usando-se uma sonda molecular imobilizada em um substrato, e diretamente colocando em contato uma amostra de solo com o substrato. Uma fita de teste pode arrastada, limpa, ou esfregada através de uma amostra de solo.

[0071] A Fig. 10(B) ilustra, de acordo com as modalidades descritas aqui, fotoluminescência coletada de sondas moleculares expostas a amostras. A Fig. 10(B) pode ilustrar a fotoluminescência das fitas teste de sondas moleculares imobilizadas que foram colocadas em contato com amostras preparadas por extração de pentano e/ou ciclo- hexano de solo contaminado por hidrocarboneto.

[0072] A Fig. 10(A) ilustra, de acordo com as modalidades descritas aqui, fotoluminescência coletada de sondas moleculares que entraram em contato com uma amostra. A Fig. 10(A) pode representar a fotoluminescência das fitas teste de sondas moleculares imobilizadas que foram colocadas em contato com amostras de solo, tal como contato direto. A fita de teste pode ser arrastada, limpa, ou esfregada através de uma amostra de solo e subsequentemente enxaguada. A fita de teste pode ser colocada em contato direto com a amostra de solo durante 30 a 60 segundos e subsequentemente enxaguada com água, tal como para assegurar que as partículas de solo sejam signifi-cativamente removidas da superfície da fita de teste. A fotoluminescência pode ser um teste qualitativo para a presença de contaminação de hidrocarboneto.

[0073] A Fig. 6 ilustra, de acordo com as modalidades descritas aqui, a luminescência de uma sonda molecular após contato com a(s) amostra(s). Por exemplo, a amostra pode ser uma extração de ciclo- hexano de óleo lubrificante de uma amostra de solo ou água, que é colocada em contato com a fita de teste. Alternativamente/adicio- nalmente, a Fig. 6 pode ser representativa de uma referência tal como uma calibração.

[0074] A Fig. 5(A) ilustra, de acordo com as modalidades descritas aqui, a luminescência de uma sonda molecular após contato com a(s) amostra(s). Alternativamente/adicionalmente, a Fig. 5(A) pode ser re-presentativa de uma referência tal como uma calibração da fita de teste. A fita de teste pode ter uma faixa dinâmica até uma concentração de hidrocarboneto (por exemplo, óleo lubrificante) em que a sonda mo-lecular imobilizada é saturada, tal como até 3%. A concentração por saturação pode depender, por exemplo, no momento do contato da fita de teste com a sonda molecular, o tamanho da fita de teste, a capacidade da fita de teste para absorção de líquido, e o volume de amostra.

[0075] De acordo com as modalidades descritas aqui, pode ser útil, na coleta da fotoluminescência, para medir a intensidade de foto- luminescência integrada, por exemplo, particularmente, dentro de uma faixa espectral de fotoluminescência da sonda molecular, para determinar se há uma amostra contaminada por hidrocarboneto.

[0076] A Fig. 11 ilustra, de acordo com as modalidades descritas aqui, um dispositivo eletrônico portátil para a detecção de contamina ção por hidrocarboneto em uma amostra. Uma câmara escura pode ser usada para reduzir o sinal antecedente. O dispositivo pode incluir fonte de luz 1 tal como um LED, um filtro 2 tal como um difulsor e/ou filtro de passage curta, tal como uma passage curta de 460 nm, para filtragem da luz de excitação, um filtro 3 para filtragem da fotoluminescência coletada tal como um filtro de passage de faixa de 550 nm, uma fita de teste 4, e um dispositivo portátil (tal como um smartphone, tablet, câmera digital, e/ou comunicação móvel e dispositivo de computação). O dispositivo portátil pode incluir uma lente e câmera, por exemplo. O dispositivo portátil pode incluir um processador e memória para processamento lógico ou de dados, tal como para determinação se a fotoluminescência é um indicativo de uma amostra contaminada por hidrocarboneto.

OUTROS DETALHES DE MODALIDADES EXEMPLARES

[0077] Alguns dos itens a seguir podem ser duplicação dos itens acima, visto que a parte acima da descrição pode ter explicado a invenção mais geralmente do que ou similarmente a cada dos experimentos mais específicos descritos abaixo, que podem ter sido realizados para testar e confirmar alguns dos aspectos e/ou princípios gerais da invenção.

Materiais de Referência

[0078] O Material de Referência Certificado BAM-U021 (BAM, Federal Institute for Materials Research and Testing, Berlim, Alemanha) foi usado para quantificação de óleo mineral em solo contaminado (TPH = 3560 ± 260 mg/Kg).

[0079] O querosene estava comercialmente disponível em Sigma Aldrich. Gasolina (Grau E5) e diesel foram obtidos de uma estação de gás HEM (Berlim-Adlershof, janeiro de 2016). O biodiesel foi obtido do Center of Documentation, Research and Experimentation on Accidental water Pollution (Cedre, Brest, França, Junho de 2016).

[0080] As medições de fluorescência de estado estável foram realizadas em um espectrofluorômetro de FluoroMax-4 de Horiba Jobin- Yvon, usando células de uqartzo de 10 mm de comprimento padrão quando realizando experimentos em solução, ou em uma configuração frontal a 60° quando registrandoa fluorescência das fitas teste. Todos os solventes empregados para as medições espectroscópicas e ensaios de interferência foram de graus espectroscópico de UV (Sigma Aldrich).

[0081] O sinal de fluorescência da fita de teste foi monitorado em alguns casos usando uma configuração feita sob medida combinando uma fonte de LED de exitação de 460 nm, filtrado com um filtro passado na faixa a 480 nm, com o seletor de fluorescência a 550/25 nm, ou uma lâmpada UV de laboratório de mão (\θm = 365 nm) em um gabinete fechado sem outra filtragem. As imagens foram registradas usando uma câmera digital SONY RX100 II, geralmente usando F6.5, S1/5 e ISO1600. Finalmente, os quadros foram tratados numericamente para extrair os valores de luminescência Y da fluorescência emitida.

Preparação das fitas de teste

[0082] 40 x 40 mm de fluoreto de películas de polivinilideno (Amersham Hybond P0.2 PVDF) foram revestidos por imersão durante 5 segundos em solução de 4-DNS-OH a mL (1x10-3 M de tolueno) em uma placa de Petri. Após retirar a fita da solução, o excesso de líquido foi absorvido em um papel de uma das bordas da película, e o tolueno foi deixado evaporar enquanto a película foi suspensa horizontalmente de seus quatro cantos. Para propósitos de caracterização, várias fitas (400 mg no total) foram lavadas 3 vezes com 3 mL de diclorometano para extrair todo o 4-DNS-OH. Após medição da absorvência da solução resultante, a quantidade de sonda molecular foi determinada ser de 1,2 mgxcm2.

[0083] Após preparação de soluções de aproximadamente 1x10-6 M de 4-DNS-OH em diferentes misturas de hidrocarboneto e registrando seus espectros de fluorescência (\θXc = 400nm), há intensidades de fluorescência fortes observadas na região de 600-650 nm. Diesel, gasolina, querosene, biodiesel, óleo de bomba ou lubrificação, bem como outros alcanos de baiXo peso molecular tal como ciclo- hexano foram usados. As intensidades de fluorescência podem estar relacionadas a viscosidades dos solventes usados. A intensidade de emissão de 4-DNS-OH em hidrocarbonetos viscosos (por eXemplo, diesel, gasolina, querosene, óleo cru, biodiesel) é de várias ordens de magnitude quando comparada a alcanos de peso inferior. Adicionalmente, pequenos desvios em . podem ser observados.

[0084] Os experimentos foram executados para explorar as propriedades fotofísicas de 4-DNS-OH quando imobilizadas em/embebidas em polímero de PVDF. As películas de PVDF foram revestidas por imersão com uma solução de tolueno de 4-DNS-OH. Quando o tolue- no evaporou da película, as películas mostraram faixa de fluorescência antecedente a 657 nm. As alíquotas de hidrocarboneto diferentes foram em seguida adicionadas a esta película e os espectros de emissão foram registrados. Os hidrocarbonetos diferentes mostraram realces das faixas de fluorescência bem como alguns desvios batocrrômi- co, ao mesmo tempo em que outros hidrocarbonetos de baixo peso molecular mostraram sinais pequenos, e os líquidos polares mostraram permutes insignificantes. Os resultados destes experimentos são sumariados na tabela seguinte. Tabela 1 acima. Comprimentos de onda de emissão máxima e FEF (fator de enriquecimento de fluorescência) de 4-DNS-OH em solução.

Ensaio qualitativo em água contaminada

[0085] O método pode explorar vantajosamente a capacidade da fita de teste de absorver hidrocarbonetos sem interagir com substâncias mais polares, tal como possivelmente utilizando um substrato hi- drofóbico para manter água do ambiente da sonda molecular imobilizada em/embebida no substrato. Uma vez que os hidrocarbonetos são absorvidos, tal como para o substrato e/ou em um substrato poroso, eles podem possivelmente interagir como restrições de liberdade com a sonda molecular. Por exemplo, o hidrocarboneto absorvido pode impedir a sonda molecular de acessar o estado de transferência de carga intramolecular torcido.

[0086] É possível que a imersão da fita em uma solução de teste seja usada como o modo de contatar a sonda molecular com a amostra.

[0087] A imersão da fita apenas na superfície líquida superior produz sinais superiores, devido à formação da camada superior de pH em comparação com imersão da fita no centro da solução. Imergindo a fita em uma solução engarrafada e agitando vigorosamente, ela pode produzir resultados reproduzíveis. Uma fita de teste, particularmente, uma porosa, pode eficientemente coletar o hidrocarboneto/óleo presente. A Fig. 7(A) é representativa de um resultado, a fita de teste sendo iluminada com luz UV em um cabinete de UV. A figura 1 pode ser ilustrativa de fitas teste de 4-DNS-OH: (esquerda) branco; (meio e direita) após imersão de fitas teste na água potável contaminada com 5 ppm de TPH e 50 ppm de TPH. A Fig. 7(B) é representativa de uma plotagem de luminância medida (Ys) vs concentração de TPH em água potável.

[0088] Uma fita de amostra pode ser adicionada a uma amostra de água (por exemplo, 250 mL com 5 a 50 ppm de PH). A amostra foi agitada vigorosamente durante um minuto e, em seguida, após a secagem da fita com papel, a fotoluminescência foi coletada. Adicionalmen- te/alternativamente, a extração usando solventes voláteis é uma opção, particularmente, para resultados precisos.

Curva de calibração para análise quantitativa de PH em água

[0089] Soluções de matéria-prima de 1 mL de PH foram preparadas em ciclo-hexano variando de 0,1 a 25 %. Em seguida, duas fitas teste (nulas e referência, 5 * 15 mm), tais como aquelas representadas na Fig. 7(A), foram medidas em uma câmara personalizada tais como aquelas representadas na Fig. 11. Em seguida, 15 _L de solução de matéria-prima de PH foram adicionados à fita, e após 30 s para permitir evaporação de ciclo-hexano, ambas as fitas de referência e amostra foram medidas novamente. Este procedimento foi repetido para concentrações diferentes. Em seguida, a relação de luminância nula e de Referência foi subtraída da relação de luminância de amostra e referência (Ys/ Y-θf) - Y-θf, e o resultado plotado vs concentração de PH, produzindo uma referência, tal como uma curva de calibração. A Fig. 5(B) é ilustrativa de uma curva de calibração.

[0090] Um erro médio de 2,7% foi observado ao longo de uma seção concentrada alta da curva (5 a 50%), ao memso tempo em que em concentrações menores (0 a 5%) do erro foi 0,2%, produzindo limites de detecção de 0,6%.

[0091] Sem ficar preso à teoria, em concentrações de PH suficientemente altas, uma fita de teste de uma sonda molecular imobilizada em uma película de PVDF pode se tornar transparente de maneira não homogênea devido ao excesso de analito, que pode possivelmente reduzir a eficácia de absorção de luz. É, portanto, às vezes benéfico para diluir a amostra para obter leituras mais precisas. No caso da necessidade de medir amostras altamente contaminadas, diluições de ciclo-hexano de 1/10 ou 1/100 volume/volume são, particularmente, contempladas.

Ensaio Quantitativo de água contaminada

[0092] 50 mL de pentano foram adicionados a uma amostra de 250 mL de água contaminada (teor de TPH = 1 ppm). Após agitação durante 1 minuto, o pentano foi separado, evaporado, e uma solução de matéria-prima em ciclo-hexano foi preparada. Em seguida, 15 _L desta solução foram adicionados a fitas de 5 * 15 mm. A luminância destas fitas foi medida em comparação com uma referência nula.

Ensaio qualitativo no solo

[0093] Uma amostra de solo contaminada (Teor de TPH = 3,250 ppm) foi combinada. Descobriu-se que após colocar 1 grama de solo em uma placa de Petri, e esfregando uma fita de detecção sobre o solo durante 1 minuto, a fluorescência aumentou (como observado visualmente sob luz azul). A fita de teste pode ser lavada com água e suavemente esfregada com papel absorvente para eliminar as partículas de solo antes da medição.

[0094] As fitas de teste imobilizadas por sonda molecular podem superar muitos problemas técnicos, permitindo que a concentração de TPH na água seja seja rapidamente determinada em campo, com o uso de com o uso de tecnologia barata (por exemplo, smartphone ou tablet ou câmera digital) em ambos um modelo uqalitativo (que mergulha rapidamente a fita na água e a mede depois, sem extração de TPH) e modelo quantitativo (associado com solvente ambientalmente benéfico tipo ciclo-hexano).

Estabilidade das películas

[0095] Durante o decorrer dos experimentos, há uma degradação insignificante da fita de teste ao tratá-la com PH. Sem ficar preso à teoria, a natureza polar da porção de 2-etanol de 4-DNS-OH pode ajudar a manter baixa solubilidade da sonda molecular nos líquidos de anali- to. Sem ficar preso à teoria, isto pode assegurar baixa lixiviação. Nenhum branqueamento foi observado quando a fota foi mantida sob a luz do dia, e o PVDF pode ser termoestável para levar à degração in-significante das películas de polímero. Todavia, é concebível que, devido à natureza absorvente do polímero, após uma análise, a fita de teste pode ser disposta.

[0096] De acordo com as modalidades descritas aqui, uma fita po- limérica contendo uma sonda moecular de 4-DNS-OH que se torna fluorescente na presença de TPH é descrita. Esta fluorescência é proporcional à quantidade de TPH na amostra. Um sistema descrito, de acordo com as modalidades descritas aqui, é um sistema baseado em fita de teste que simplifica o problema de detecção de TPH, TOG e FOG em água, tornando-o possível de fazer análise em campo de águas e oceanos, lagos, rios e correntes de água que entram e same de indústrias, bem como solo. Outros métodos baseados em laboratório podem requerer amostragem, remessa ao laboratório e análise subsequente. Desse modo, a invenção descrita economiza tempo e custo.

[0097] A presente invenção foi explicada com referência às várias modalidades e exemplos ilustrativos. Estas modalidades e exemplos não se destinam a restringir o escopo da invenção, que é definido pelas reivindicações e seus equivalentes. Como é evidente para aquele versado na técnica, as modalidades descritas aqui podem ser implementadas de vários modos sem afastar-se do escopo do qual são inventadas. Vários aspectos, características, e funções descritos nas modalidades podem ser combinados com outras modalidades.

Claims (16)

1. Método para a detecção de contaminação por hidrocarboneto em uma amostra, caracterizado pelo fato de que compreende: - contatar uma amostra com uma sonda molecular, a sonda molecular tendo uma fotoluminescência que é ambientalmente sensível; - coletar a fotoluminescência da sonda molecular; - determinar se a fotoluminescência é um indicativo de uma amostra contaminada por hidrocarboneto, em que a sonda molecular é ambientalmente sensível à viscosidade e/ou polaridade, compreende uma porção de 4-nitrostilbeno de acordo com a fórmula em que R é selecionado de referido como 4-DNS, uma porção de -N-R’R’’ funcionalizada com um membro selecionado do grupo de: uma alquila, uma alquenila, uma alquinila, haletos de alquila, uma tioalquila, uma hidroxialquila, um fosfato de alquila, uma alquila fosfórica, um boronato de alquila, uma alquila borônica, um ácido carboxílico, um carboxilato, um ácido sulfônico, um sulfonato, um silano, e combinações dos mesmos.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a sonda molecular é solvatocrômica e/ou solvatocinética.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a sonda molecular tem um estado de transferência de carga intramolecular torcido, o estado de transferência de carga intramolecular torcido incluindo menos fotoluminescência do que um estado planar, e a sonda molecular é um rotor molecular.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a sonda molecular é imobilizada em um substrato hidrofóbico, selecionado do grupo consistindo em um substrato hidrofóbico adequado para adsorção de 4-DNS-OH e um substrato de fluoreto de polivinilideno.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a amostra é água, solo, ou um extrato do mesmo.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que ainda compreende estimar um teor de hidrocarboneto da amostra com base na fotoluminescência, e determinar um sinal, um brilho, uma relação de brilho, uma luminância, uma produção quântica de fotoluminescência, um espectro, e/ou um tempo de vida da fotoluminescência; a determinação sendo da sonda molecular em contato ou após contato com a amostra.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a amostra é colocada em contato com a sonda molecular mergulhando o substrato na amostra ou mergulhando a amostra no substrato ou vaporizando o substrato com a amostra.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que um dispositivo portátil selecionado do grupo consistindo em uma câmera digital, um smartphone, um tablet, e uma comunicação móvel e dispositivo de computação, coleta a fotoluminescência e determina se a fotoluminescência é indicativa da contaminação por hidrocarboneto; o dispositivo portátil compreendendo uma lente e/ou fibra ótica para coleta da fotoluminescência.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que ainda compreende excitar a sonda molecular com uma fonte de luz visível ou ultravioeta selecionado do grupo consistindo em um flash da câmera, um LED, um laser, e uma luz incandescente, e comparar a fotoluminescência a uma calibração; compreendendo comparar um sinal de luminescência , à uma referência.

10. Fita de teste para a detecção de contaminação por hidrocarboneto em uma amostra que compreende uma sonda molecular embebida em um substrato e/ou imobilizada no substrato, a sonda molecular tendo uma fotoluminescência que é ambientalmente sensível à amostra contaminada por hidrocarboneto, caracterizada pelo fato de que a sonda molecular é ambientalmente sensível à viscosidade e/ou polaridade; e compreende uma porção de 4-nitrostilbeno de acordo com a fórmula em que R é selecionado de referido como 4-DNS, e uma porção de -N-R’R’’ funcionalizada com um membro selecionado do grupo de: uma alquila, uma alquenila, uma alquinila, haletos de alquila, uma tioalquila, uma hidroxialquila, um fosfato de alquila, uma alquila fosfórica, um boronato de alquila, uma alquila borônica, um ácido carboxílico, um carboxilato, um ácido sulfônico, um sulfonato, um silano, e combinações dos mesmos.

11. Fita de teste, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a sonda molecular tem um estado de transferência de carga intramolecular torcido acessível, o estado de transferência de carga intramolecular torcido induzindo menos fotoluminescência do que um estado planar, e em que a sonda molecular é um rotor molecular.

12. Fita de teste, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 11, caracterizada pelo fato de que a sonda molecular é solvatocrômica e/ou solvatocinética.

13. Fita de teste, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizada pelo fato de que a sonda molecular é imobilizada em um substrato hidrofóbico; e/ou a sonda molecular é embebida em uma matriz hidrofóbica no substrato.

14. Fita de teste, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o substrato hidrofóbico é um substrato de fluoreto de polivinilideno e a matriz hidrofóbica é uma matriz de fluoreto de polivinilideno.

15. Fita de teste, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizada pelo fato de que ainda compreende uma espécie fotoluminescente de referência para comparação com a fotoluminescência da sonda molecular; a espécie de fotoluminescência de referência sendo relativamente ambientalmente insensível, e a fita de teste compreende várias manchas e/ou linhas de espécies fotoluminescentes que incluem a sonda molecular.

16. Fita de teste, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 15, caracterizada pelo fato de que a fita de teste é para testar água, solo ou um extrato líquido da mesma.