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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/41334
Tipo do documento: | Tese |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Título: | Desenvolvimento e aplicação de polímeros molecularmente impressos para pré-concentração, extração e detecção de compostos de interesse forense e ambiental |
Título(s) alternativo(s): | Development and application of molecularly imprinted polymers for preconcentration, extraction and detection of compounds of forensic and environmental interest |
Autor(es): | Silva, Weida Rodrigues |
Primeiro orientador: | Petruci, João Flávio da Silveira |
Primeiro membro da banca: | Faria, Anizio Marcio de |
Segundo membro da banca: | Takeuchi, Regina Massako |
Terceiro membro da banca: | Chaves, Andréa Rodrigues |
Quarto membro da banca: | Alves, Vanessa Nunes |
Resumo: | Os Polímeros Molecularmente Impressos (do inglês Molecularly Imprinted Polymers -MIPs), são materiais poliméricos sintéticos elaborados para o reconhecimento molecular seletivo. A síntese dos MIPs envolve a presença do analito durante o processo de polimerização, criando sítios de ligação complementares à estrutura molecular do analito. Assim, os MIPs são capazes de reconhecer e se ligar aos compostos de interesse, reduzindo interferências de outros compostos na análise e melhorando a exatidão e confiabilidade dos resultados. Com isso, os MIPs têm se destacado como uma ferramenta importante na Química Analítica, por contribuir em etapas importantes na análise química como o preparo de amostra, além da possibilidade de aplicação como receptor de sensores químicos. Neste trabalho, foram sintetizados MIPs para aplicação em três cenários: (i) extração em fase sólida utilizando ponteira de pipeta descartável (MISPE com DPX) para pré-concentração de escopolamina em urina sintética e determinação por Eletroforese Capilar; (ii) fabricação de sensor fluorescente para determinação de captopril em amostras de água e urina e (iii) preparação de MIPs em papel (p-MIPs) para extração de naproxeno utilizando o método polymerization-free. O método integrado MISPE com DPX-CE obteve fator de pré-concentração de 20, com uma faixa de trabalho de 0,5 a 6 µM, limite de detecção (LOD) de 0,04 µM, repetibilidade de 6,4%, e recuperações satisfatórias para 2µM e 6 µM, de 84% e 101%, respectivamente. A determinação de captopril foi baseada na diminuição da intensidade de fluorescência causada pela interação entre o analito e o polímero molecularmente impresso fluorescente (Si-FMIP). A síntese do material utilizou nanopartículas de sílica em conjunto com monômero fluorescentes. O método apresentou uma faixa de trabalho de 1 a 15 µM para análise de águas residuais, com LOD de 0,7 µM, repetibilidade de 5,4%, e recuperações adequadas para 1,5 µM, 3,5 µM e 10 µM, de 98,5%, 99,9% e 99,2%, respectivamente. Para amostras de urina sintética, o método apresentou uma faixa de 0,5 a15 µM, LOD de 0,4 µM, repetibilidade de 7,4%, e recuperações de 93,7%, 92,9%, 98,0%, para 1,5 µM, 3,5 µM e 7,5 µM, respectivamente. Para o preparo de p-MIPs, foram avaliados o uso de PVDF, PVA e náilon-6, embora ainda haja desafios a serem superados, como a otimização das proporções dos reagentes, os resultados encontrados neste estudo indicam um caminho promissor para o aprimoramento contínuo dessa abordagem de preparo. Contudo, os MIPs apresentados ilustraram a versatilidade de aplicação desses materiais, desde a extração em fase sólida até a fabricação de sensores, evidenciando sua relevância na preparação de amostras e na detecção de compostos farmacêuticos em ambientes biológicos e ambientais. |
Abstract: | Molecularly Imprinted Polymers (MIPs) are synthetic polymeric materials designed for selective molecular recognition. The synthesis of MIPs involves the presence of the analyte during the polymerization process, creating binding sites that are complementary to the molecular structure of the analyte. Thus, MIPs can recognize and bind to the compounds of interest, reducing interference from other compounds in the analysis and improving the accuracy and reliability of the results. Therefore, MIPs have become an important tool in analytical chemistry, contributing to important steps in chemical analysis such as sample preparation, as well as being able to be used as receptors for chemical sensors. In this work, MIPs have been synthesized for application in three scenarios: (i) solid-phase extraction using a disposable pipette tip (MISPE with DPX) for the preconcentration of scopolamine in synthetic urine and determination by capillary electrophoresis; (ii) fabrication of a fluorescent sensor for the determination of captopril in water and urine samples; and (iii) preparation of paper MIPs (p-MIPs) for the extraction of naproxen using the polymerization-free method. The integrated MISPE method with DPX-CE achieved a preconcentration factor of 20 with a working range of 0.5 to 6 µM, a limit of detection (LOD) of 0.04 µM, a repeatability of 6.4%, and satisfactory recoveries for 2 µM and 6 µM of 84% and 101%, respectively. The determination of captopril was based on the decrease in fluorescence intensity caused by the interaction between the analyte and the fluorescent molecularly imprinted polymer (Si-FMIP). The material was synthesized using silica nanoparticles together with fluorescent monomers. The method demonstrated an LOD of 0.7 µM, repeatability of 5.4%, and adequate recoveries of 98.5%, 99.9%, and 99.2% at 1.5 µM, 3.5 µM, and 10 µM, respectively, for wastewater analysis over a working range of 1 to 15 µM. For synthetic urine samples, the method showed a range of 0.5 to 15 µM, an LOD of 0.4 µM, repeatability of 7.4%, and recoveries of 93.7%, 92.9%, 98.0%, for 1.5 µM, 3.5 µM, and 7.5 µM, respectively. PVDF, PVA and Nylon-6 were evaluated for preparing p-MIPs. Although there are still challenges to be overcome, such as optimizing the proportions of reagents, the results found in this study indicate a promising path for continuous improvement of this preparation approach. However, the presented MIPs illustrate the versatility of the application of these materials, from solid phase extraction to sensor fabrication, highlighting their relevance in sample preparation and detection of pharmaceutical compounds in biological and environmental environments. |
Palavras-chave: | Preparo de amostras Microextração em fase sólida Pré-concentração Polímeros molecularmente impressos fluorescentes Polímeros molecularmente impressos Estratégia one-pot Sample preparation Solid phase microextraction Preconcentration Fluorescent molecularly imprinted polymers One-pot strategy |
Área(s) do CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA |
Assunto: | Química |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editora: | Universidade Federal de Uberlândia |
Programa: | Programa de Pós-graduação em Química |
Referência: | SILVA, Weida Rodrigues. Desenvolvimento e aplicação de polímeros molecularmente impressos para pré-concentração, extração e detecção de compostos de interesse forense e ambiental. 2024. 138 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.168. |
Identificador do documento: | http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.168 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/41334 |
Data de defesa: | 22-Fev-2024 |
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS): | ODS::ODS 6. Água potável e saneamento - Garantir disponibilidade e manejo sustentável da água e saneamento para todos. ODS::ODS 12. Consumo e produção responsáveis - Assegurar padrões de produção e de consumo sustentáveis. |
Aparece nas coleções: | TESE - Química |
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