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Tipo: Dissertação
Título: Aplicação de um sensor eletroquímico impresso e modificado com um solvente eutético para detecção de 17Β-estradiol e progesterona
Título(s) alternativo(s): Application of electrochemical screen-printed electrode and modified with a deep eutectic solvent for the detection of 17β-estradiol and progesterone
Autor(es): Neves, Camila Garcia
Primeiro Orientador: Barros, Willyam Róger Padilha
metadata.dc.contributor.referee1: Carvalho, Adriana Evaristo de
metadata.dc.contributor.referee2: Simões, Fabio Ruiz
Resumo: Os sensores eletroquímicos vêm sendo utilizados para controle das dosagens de contaminantes emergentes, principalmente de compostos endócrinos, dentre estes o 17βestradiol (E2) e Progesterona (P4). Desta forma, o presente trabalho propõe o desenvolvimento de um eletrodo impresso de papel (EIP) a base de grafite e dopado com uma mistura de carbono Printex 6L (EIP-CP6L) e solvente eutético (SE) (EIP-CP6LSE), usado para determinação e quantificação de E2 e P4 em amostras de água mineral, urina sintética e saliva artificial. A caracterização física dos eletrodos foi avaliada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Microscopia Óptica (MO). A caracterização eletroquímica dos eletrodos foi realizada aplicando as técnicas de Voltametria Cíclica (VC) e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE). As medidas eletroquímicas foram realizadas em um sistema composto por uma célula de compartimento único (100 mL), contendo um eletrodo de referência (Ag/AgCl/KClsat.), fio de Pt como contra eletrodo e EIP como eletrodo de trabalho. Estudos da variação das camadas de tinta de grafite, variação da proporção da tinta de grafite, bem como a repetibilidade e reprodutibilidade cíclica dos eletrodos foram realizados por VC em eletrólito suporte de cloreto de potássio (KCl) 0,5 mol L-1 com par redox Fe(CN)6 3-/4- 1 mmol L -1 . A partir destes estudos, averiguou-se que a aderência de 2 camadas de tinta de grafite na proporção da tinta composta por grafite:verniz 50%/50% (m/v) tiveram melhores respostas eletroquímicas a partir dos valores calculados pelos critérios de reversibilidade, corroborando com os resultados de reprodutibilidade e repetibilidade dos eletrodos. Também foi avaliada a estabilidade eletroquímica do EIP pela técnica de cronoamperometria, em KCl 0,5 mol L-1 contendo 1 mmol L-1 Fe(CN)6 3-/4- , o qual apresentou oscilações de ~2,0% durante o período de 8h. Posteriormente, a eletroatividade de E2 e P4 foram avaliadas por meio da voltametria de pulso diferencial (VPD) em tampão fosfato (PBS) 0,1 mol L-1 nos pH 7,0 e 4,0, respectivamente. Com estes estudos, observou-se sinais oxidativos de E2 e P4 próximos a +0,98 V e +0,54 V, respectivamente. As faixas lineares de concentrações estudadas de E2 foram 0,00732 – 0,417 μmol L-1 (LD= 0,177 μmol L-1 ) para EIP não dopado e 0,00090 – 0,21 μmol L-1 (LD= 0,0065 μmol L-1 ) para o EIP-CP6LSE. Para o estudo de detecção da P4 as faixas lineares das concentrações foram de 0,0090 – 0,812 μmol L-1 (LD= 0,00582 μmol L-1 ) e 0,00080 – 0,050 μmol L-1 (LD= 0,00075 μmol L-1 ) para o EIP não dopado e EIP-CP6LSE, respectivamente. O uso do SE + carbono Printex 6L como dopante do EIP, permitiu fortes interações intramoleculares com as moléculas dos analitos, aumentando a intensidade das respostas de corrente, tornando o sensor com maior sensibilidade, seletividade e reprodutibilidade. Os estudos de recuperação de E2 e P4 foram realizados no EIP-CP6LSE em amostras de água mineral, urina sintética e saliva artificial, obtendo-se recuperações entre 92,15% - 110,01%. Pelo estudo de validação do método (espectroscopia UV-Vis), as concentrações de E2 e P4 estudadas (10 e 60 μmol L-1 ) demonstraram resultados de recuperação entre + 99,16% (+ 1,4%) e + 100,16% (+ 1,9%).
Abstract: Electrochemical sensors have been used to control the dosage of emerging contaminants, mainly in endocrine compounds, including 17β-estradiol (E2) and Progesterone (P4). Thus, the present work proposes the development of a graphite-based screen-printed paper electrode (SPE) doped with a mixture of Printex 6L carbon (SPE-P6LC) and deep eutectic solvent (DES) (SPE-P6LCDES), used for detection and quantification of E2 and P4 in mineral water, synthetic urine and artificial saliva samples. The physical characterization of the electrodes was evaluated by Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Optical Microscopy (OM). The electrochemical characterization of the electrodes was performed using the techniques of Cyclic Voltammetry (VC) and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIE). The electrochemical measurements were performed in a system composed of a single compartment cell (100 mL), containing a reference electrode (Ag/AgCl/KClsat.), Pt wire as counter electrode and SPE as working electrode. Studies of the variation of graphite ink layers, variation of the proportion of graphite ink, as well as the cyclic repeatability and reproducibility of the electrodes were carried out by VC in 0.5 mol L-1 potassium chloride (KCl) support electrolyte containing 1 mmol L-1 of redox pair Fe(CN)6 3-/4- . From these studies, it can be verified that the adherence of 2 layers of graphite ink in the proportion the graphite:varnish 50%/50% (w/v) had better electrochemical responses from the values calculated by the reversibility criteria, corroborating the results of reproducibility and repeatability of the electrodes. The electrochemical stability of SPE was also evaluated by the chronoamperometry technique in 0.5 mol L-1 KCl containing 1 mmol L-1 Fe(CN)6 3-/4- , which presented oscillations of ~2.0% during the 8 hours period. Subsequently, the electroactivity of E2 and P4 were evaluated by differential pulse voltammetry (DPV) in 0.1 mol L-1 phosphate buffer solution (PBS) at pH 7.0 and 4.0, respectively. With these studies, oxidative signals of E2 and P4 were observed close to +0.98V and 0.54 V, respectively. The linear ranges of E2 concentrations studied were 0.00732 – 0.417 μmol L-1 (LD= 0.177 μmol L-1 ) for non-doped SPE and 0.00090 – 0.21 μmol L -1 (LD= 0.0065 μmol L-1 ) for the SPE-P6LCDES. For the P4 detection study, the linear concentrations ranges were 0.0090 – 0.812 μmol L -1 (LD= 0.00582 μmol L-1 ) and 0.00080 – 0.050 μmol L -1 (LD= 0.00075 μmol L-1 ) for the non-doped SPE and SPE-P6LCDES, respectively. The use of DES + Printex 6L carbon as a dopant of the SPE, allowed strong interactions intramolecular with the analyte molecules, increasing the intensity of the current responses, being a sensor with greater sensitivity, selectivity and reproducibility. E2 and P4 recovery studies were performed in the SPE-P6LCDES in mineral water, synthetic urine and artificial saliva samples, obtaining recoveries between 92.15% - 110.01%. By method validation study (UV-Vis Spectroscopy), the E2 and P4 concentrations studies (10 and 60 μmol L-1 ) demonstrated recovery results between +99.16% (+1.4%) and +100.16% (+1.9%).
Palavras-chave: Eletrodo de papel
Paper-based electrode
Carbono
Carbon
Solvente eutético
Eutectic solvent
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Grande Dourados
Sigla da Instituição: UFGD
metadata.dc.publisher.department: Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia
metadata.dc.publisher.program: Programa de pós-graduação em Química
Citação: NEVES, Camila Garcia. Aplicação de um sensor eletroquímico impresso e modificado com um solvente eutético para detecção de 17Β-estradiol e progesterona. 2021. 75 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia, Universidade Federal da Grande Dourados, Dourados, MS, 2021.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/handle/prefix/4780
Data do documento: 16-Jul-2021
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