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Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Desenvolvimento de biossensor potenciométrico em eletrodos de grafite modificado com aminofenóis para determinação de diclorvós em alimentos de origem vegetal
Author: Melo, Edmar Isaias de
First Advisor: Coelho, Nivia Maria Melo
First coorientator: Madurro, João Marcos
First member of the Committee: Richter, Eduardo Mathias
Second member of the Committee: Pereira, Arnaldo César
Third member of the Committee: Rocha, Fábio Rodrigo Piovezani
Summary: Neste trabalho foi desenvolvido um biossensor potenciométrico a base de enzima acetilcolinesterase (AChE) usando como transdutor, eletrodos de grafite e grafite modificado com filmes de poli(2-aminofenol), poli(3-aminofenol) e poli(4- aminofenol). A capacidade de transdução destes eletrodos em relação ao ácido acético foi avaliada em fluxo e os eletrodos de grafite e grafite modificado com poli(4-AMP) apresentaram características analíticas promissoras para detecção potenciométrica. A enzima AChE foi imobilizada por ligação covalente cruzada, nas superfícies de grafite e grafite/poli(4-AMP). Figuras de mérito (LD, LQ, faixa linear de resposta, sensibilidade, tempo de restabelecimento de linha base, velocidade de resposta) para os dois biossensores foram avaliadas em função da concentração do substrato. A resposta do biossensor (grafite/poli(4-AMP)/AChE) foi otimizada em relação a diferentes condições experimentais (pH, concentração de tampão fosfato, concentração de substrato, vazão e volume de amostra). Medidas de voltametria cíclica, espectroscopia de impedância eletroquímica e imagens de Microscopia de Força Atômica(MFA) dos eletrodos de grafite com poli(4-AMP) e do biossensor (grafite/poli(4-AMP)/AChE) foram realizadas para confirmar modificações provocadas pela imobilização da enzima AChE. A porcentagem de inibição foi avaliada usando o diclorvós em diferentes concentrações e tempo de incubação. A relação atividade enzimática imobilizada vs concentração do substrato foi otimizada para propor um método sem parada de fluxo. Os LD e LQ foram 0,8 μmol L-1 (0,18 mg L-1) e 2,4 μmol L-1 (0,53 mg L-1), respectivamente. Recuperações em amostra de batata mostraram para um intervalo de confiança de 95%, que o método foi suficientemente exato para os níveis de concentração de diclórvos avaliados. Resultados de coeficientes de variação relativo, e de variação global, validam a precisão do método, além de serem comparáveis a valores de precisão obtidos por cromatografia gasosa com detecção por captura de elétrons e espectrométrica de massa. Os resultados mostraram que o eletrodo de grafite/poli(4-AMP) apresentou biocompatibilidade para imobilização de AChE e o biossensor pode ser usado como sistema de detecção em fluxo para determinação de resíduos de agrotóxicos inibidores da AChE em amostras de alimentos de origem vegetal.
Abstract: In this work a potentiometric biosensor based of enzyme acetylcholinesterase (AChE) was developed. As transducer, graphite electrodes, and graphite modified with film of poly (2-aminophenol), poly (3- aminophenol) and poly(4-aminophenol) were used. The ability of these electrodes in the transduction in function of the acetic acid concentration was evaluated in a flow system, and the electrodes of graphite and graphite modified with poly(4-AMP) showed promising analytical characteristics for potentiometric detection. The enzyme AChE was immobilized by cross-linking on the surfaces of graphite and graphite / poly(4-AMP). Figures of merit (detection limit, quantification limit, linear response range, linearity, sensitivity, washing time, velocity of response) for the two biosensors were measured in function of the substrate concentration. The response of the biosensor (graphite/poly(4-AMP)/AChE) was optimized for different experimental conditions (pH, phosphate buffer concentration, substrate concentration, flow rate and injection volume). Studies by electrochemical impedance spectroscopy (EIS), cyclic voltammetry and AFM analysis for graphite electrodes, with poly (4-AMP) and graphite / poly (4-AMP) / AChE changes were made to confirm the modifications in the electrodes. The percentage of inhibition of AChE enzyme inhibitor has been evaluated using the dichlorvós in different concentrations and time of incubation. The enzyme activity immobilized vs. concentration of the substrate was optimized to propose a method without stopped flow to a maximum of inhibition. The detection and quantification limits of 0.8 μmol L-1 (0.18 mgL-1) and 2.4 μmol L-1 (0.53 mg L-1) for dichlorvos, respectively, were obtained without stopped flow. Recoveries in potato sample showed that the method was sufficiently accurate for the levels of dichlorvos evaluated at a confidence interval of 95%. Coefficient of variation and coefficient of variation global validated the precision of the method. These results were comparable to values of precision obtained by gas chromatography with electron-capture detection and mass spectrometry. The results showed that the graphite electrode/poly(4-AMP) was biocompatible for imobilization of the enzyme AChE and the biosensor can be used as detector coupled with flow injection analysis for determination of waste pesticides inhibitors of AChE in foods of vegetal origin.
Keywords: Quimica analítica
Defensivos vegetais
Alimentos - Análise
Análise instrumental
Biosensores
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Language: por
Country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Institution Acronym: UFU
Department: Ciências Exatas e da Terra
Program: Programa de Pós-graduação Multi-Institucional em Quimica (UFG - UFMS - UFU)
Quote: MELO, Edmar Isaias de. Desenvolvimento de biossensor potenciométrico em eletrodos de grafite modificado com aminofenóis para determinação de diclorvós em alimentos de origem vegetal. 2009. 171 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2009.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17494
Date of defense: 24-Jun-2009
Appears in Collections:TESE - Química (Multi-Institucional UFG - UFMS - UFU)

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