Publicação: Biossensor potenciométrico para a determinação de pesticidas inibidores da Acetilcolinesterase
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
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Foi investigado nesse trabalho o uso de eletrodo de filme de óxido de rutênio (IV) (RuO2) como transdutor potenciométrico de biossensores à base de enzima acetilcolinesterase (AChE). Eletrodos de composição nominal RuiTi0O2 (RuO2 100% m/m) e Ruo.3Tio.7O2 (RuO2 30% m/m) foram preparados pela imobilização de RuO2 na superfície de placas de titânio metálico, por meio da decomposição térmica, à 450 °C, de soluções de RuCfí e de TiCfí (em HC1 1:1, v/v), previamente pincelados na superfície do titânio metálico. O potencial de equilíbrio dos eletrodos de RuO2 30% e 100%, em KNO3 0,1 mol L'1, estão de acordo com a transição de estado sólido do par Ru(IV)/Ru([II), que ocorre com a participação de H+.
As investigações mostraram que ambos os eletrodos de RuO2 apresentam resposta rápida e nernstiana para pequenas variações na concentração de ácido acético, seja em solução de KNO3 0,1 mol L‘! como em soluções tampão fosfato 2,0 x 10’3 mol L.
A enzima AChE foi imobilizada na superfície do eletrodo de RuO2 100% pelo procedimento de cross-linking com vapor de glutaraldeído e albumina de soro bovino. O biossensor mostrou boa sensibilidade para a determinação de ácido acético produzido na hidrólise da acetilcolina, em solução tampão fosfato 5,0 x 10'3 mol L’1 (pH 7,3). Uma resposta linear na faixa de concentração, de 1,0 x 10'4 a 1,0 x I0'1 mol L’1 de cloreto de acetilcolina foi encontrada.
O biossensor mostrou alta estabilidade, apresentando 80% da resposta original, mesmo após 3 meses de uso contínuo. Estudos de inibição pelo metil paration como modelo de pesticida organofosforado foram realizados. A incubação do biossensor por 10 min em metil paration resultou numa curva de calibração da inibição versus log da concentração de metil paration, na faixa de 5,0 x 10'8 a 1,8 x 10‘7 mol L"1. Os resultados obtidos nos estudos mostraram que 0 biossensor pode ser usado para detectar pesticidas em
amostras reais.
Abstract
It was investigated in this work the use of ruthenium dioxide film (RuO2) as a potentiometric transducer of an enzymatic biosensor based on acetylcholinesterase (AChE). Electrodes of nominal composition Ru]Ti0O2 (100% RuO2 m/m) and Ru0,3Tio,702 (30% RuO2 m/m) had been prepared by the immobilization of RuO2 on the titanium support, by thermal decomposition, at 450 °C, of chloride precursors mixture solution, which was previously spilled on titanium surface. The equilibrium potential of both electrodes, 30% RuO2 and 100% RuO2, in KNO3 0.1 mol L'1, is in according to the solid State transition of redox pair Ru (IV) / Ru(III), that occurs with the participation of H+.
The results had shown that both RuO2 electrodes enable fast measurements for small variations in the acetic acid concentration, either in solution of KNO3 0.1 mol L'1 as in 2.0 x 10'3 mol L phosphate buffer Solutions.
The AChE enzyme from electric eel was immobilized on the surface of 100% RuO2 electrode by a glutaraldehyde in vapours and bovine serum albumin cross-linking procedure. The biosensor has shown good sensitivity for the acetic acid produced in the enzymatic hydrolysis of acetylcholine chloride, in the 5.0 x 10'3 mol L'1 phosphate buffer (pH 7.3). The calibration graph was linear from 1.0 x 10'4 to 1.0 x 10'1 mol L’1 of acetylcholine chloride.
The stability of the biosensor was high and even after repetitive use for tree months the biosensor retained 80% of its original response. Inhibition studies of the biosensor by parathion methyl as a model organophosphate pesticide was investigated. Incubation of the biosensor for 10 min in parathion methyl solution resulted in a calibration plot of the inhibition versus the log of parathion methyl that was linear over range 5.0 x 10’8 to 1.8 x 10'7 mol L'1. The results have shown that the biosensor can be used to detect organophosphate pesticides in real samples.
Palavras-chave
Pesticidas Inibidoras da Enzima Acetilcolinesterase, Eletrodos de composição nominal
Citação
ALCÂNTARA, Maria Madalena de. Biossensor potenciométrico para a determinação de pesticidas inibidores da Acetilcolinesterase. 2004. 92 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2004.32
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