Orientador: Prof. Dr. Hugo Barbosa Suffredini / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2016. / O objetivo deste trabalho foi o de apresentar um novo material com característica condutora, obtido a partir da eletrooxidação do fármaco cloridrato de amiodarona. Foram utilizados o eletrodo de carbono impresso, eletrodo de platina, carbono vítreo e diamante dopado com boro (DDB) e a técnica de voltametria cíclica para a deposição do material. O material depositado foi caracterizado aplicando-se a técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) que possibilitou a visualização do material depositado nos diferentes materiais dos eletrodos. Com o uso da Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), obteve-se uma análise química qualitativa do filme aderido ao eletrodo de carbono impresso, que indicou a presença de átomos de iodo, elemento presente na molécula de cloridrato de amiodarona, confirmando a deposição do fármaco estudado. A análise por UV-vis também confirmou a adesão do material, quando dissolvido em N-metil-2-Pirrolidona. Análises de ângulo de contato indicaram o caráter mais hidrofílico do material, quando comparado com o substrato não modificado. Finalmente, pôde-se concluir que ocorreu a formação de um filme condutor oriundo da molécula de cloridrato de amiodarona. / The aim of this work was to synthesize a new conductive material from the drug amiodarone hydrochloride. Several carbonaceous materials were used as substrate, as glassy carbon, boron-doped diamond and screen-printed carbon electrode. Platinum electrodes were also used with the same purpose. All synthesized materials were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), which enabled the visualization of the modifications for all studied materials. Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) were used to promote the qualitative analysis of the samples, indicating the presence of iodine atoms, an element present in the original amiodarone molecule. UV-vis spectroscopy also confirmed the adhesion of the material. Contact angle analysis indicates that the modification has the surface more hydrophobic than the pristine material. Finally, it was possible to conclude that a conductor film from amiodarone hydrochloride was adequately synthesized in all studied substrates.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-14T14:18:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese de Doutorado - Ana Carolina M.S. Dias.pdf: 7391913 bytes, checksum: 55ab68bd39f956f754684f4b795a7baa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-14T14:18:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese de Doutorado - Ana Carolina M.S. Dias.pdf: 7391913 bytes, checksum: 55ab68bd39f956f754684f4b795a7baa (MD5) Previous issue date: 2015-05-06 / FACEPE / A infecção pelo vírus dengue (DENV) é uma das doenças tropicais mais negligenciadas e de maior importância de saúde pública no mundo. Novos métodos de diagnóstico da doença têm sido estudados através da detecção da proteína NS1 do DENV. O antígeno NS1 é um importante marcador precoce da fase aguda da dengue, secretado em altas concentrações pelo vírus no sangue de pessoas infectadas logo nos primeiros dias, porém, não é muito utilizado na rotina laboratorial para diagnóstico da doença devido ao alto custo dos ensaios. A presente tese descreve o desenvolvimento de duas plataformas sensoras eletroquímicas baseadas em eletrodos impressos (EIs) modificados com nanomateriais para detecção do antígeno NS1 do DENV. Os EIs foram confeccionados utilizando-se a impressão de tinta de carbono sobre o polietileno tereftalato (PET), suporte para impressão dos moldes. Inicialmente, foram estudados os efeitos de nanotubos de carbono e sua contribuição na transferência de elétrons, condutividade e aumento de área eletroativa da plataforma sensora. O estudo foi baseado na incorporação de nanotubos de carbono funcionalizados com grupos carboxílicos à tinta de carbono. Para detecção do NS1, um imunoensaio do tipo “sanduíche” foi realizado, no qual a captura específica do NS1 pôde ser avaliada através das reações redox da enzima peroxidase conjugada ao anticorpo. Uma faixa linear entre 0,04 g/mL e 2 g/mL de NS1 foi obtida, indicando boa performance analítica do imunossensor, com coeficiente de correlação linear de 0,996 (p<0.0001, n=8) e limite de detecção de 0,012 g/mL de NS1. Posteriormente, foi investigada a contribuição de nanopartículas metálicas no desenvolvimento de sensores eletroquímicos livres de marcação. Foram utilizadas nanopartículas de ouro (NPsAu) funcionalizadas com grupos amina para a imobilização covalente de anticorpos. Na síntese das NPsAu, foi utilizado o polietilenoimina como agente redutor e funcionalizante para promover uma ligação amida com o anticorpo anti-NS1. O imunossensor desenvolvido mostrou curva de calibração com faixa de concentração linear entre 0,1 g/mL e 2 g/mL de NS1 (r = 0,995, p<0.0001, n=7) e limite de detecção de 0,03 g/mL de NS1. A contribuição dos nanomateriais para as plataformas sensoras desenvolvidas mostrou-se efetiva na sensibilidade analítica, devido ao aumento de área eletroativa e maior quantidade de anticorpos imobilizados. A aplicação destes nanomateriais nos imunossensores proporciona novas alternativas de diagnóstico para detecção da proteína NS1 do DENV. / Infection by Dengue Virus (DENV) is one of the most neglected tropical diseases and of higher importance of public health worldwide. New methods of diagnosis of the disease have been studied through the detection of NS1 protein of DENV. NS1 antigen is an important early marker of acute dengue infection secreted in high concentrations by the virus in the blood of infected people in first days, however it is not widely used in the laboratory routine for diagnosis of the disease due to high cost of assays. The present thesis describes the development of two electrochemical sensor platforms based on screen-printed electrodes (SPEs) modified with nanomaterials for detection of NS1 antigen of DENV. SPEs were prepared using carbon ink printing on the polyethylene terephthalate (PET), support for molds printing. Initially, the effects of carbon nanotubes and their contribution to the electron transfer, conductivity and increase of electroactive area of the sensor platform were studied. The study was based on the incorporation of carbon nanotubes functionalized with carboxylic groups to the carbon ink. For NS1 detection, a sandwich-type immunoassay was carried out, wherein the specific capture of NS1 may be assessed by redox reactions of peroxidase enzyme conjugated to the antibody. A linear range between 0.04 g/mL and 2 g/mL NS1 was obtained, indicating good analytical performance of the immunosensor, with linear correlation coefficient of 0.996 (p<0.0001, n=8) and limit of detection of 0.012 g/mL NS1. Subsequently, the contribution of metal nanoparticles in the development of label-free electrochemical sensors was investigated. Gold nanoparticles (AuNPs) functionalized with amine groups were used for covalent immobilization of antibodies. In the synthesis of AuNPs, polyethyleneimine was used as a reducing and functionalizing agent to promote an amide bond with anti-NS1 antibody. The developed immunosensor showed calibration curve with linear concentration range between 0.1 g/mL and 2 g/mL NS1 (r = 0.995, p<0.0001, n = 7) and limit of detection of 0.03 g/mL NS1. The contribution of nanomaterials for the sensor platforms developed proved effective in the analytical sensitivity due to the increase of electroactive area and larger amount of immobilized biomolecules. The application of these nanomaterials in immunosensors provides new alternatives of diagnosis for detection of NS1 protein of DENV.

Um método de fabricação para eletrodos compósitos impressos à base de grafite e resina poliuretana (EIGPU) foi desenvolvido, iniciando-se pela tinta e processo para a impressão, além da otimização dos parâmetros para garantir a aplicabilidade e maximização da resposta dos mesmos. Os parâmetros otimizados na fabricação da tinta foram a composição de 60% grafite e 40% poliuretana (m/m), a natureza e quantidade de solvente, dimensão do conjunto impresso, quantidade de demãos aplicadas no processo de \"screen-printing\", espessura da máscara adesiva e o tipo de isolante que define os contatos elétricos e a área ativa do eletrodo. Também foi proposto e desenvolvido um procedimento de ativação da superfície do eletrodo, que consiste em uma compressão do compósito, seguido de tratamento eletroquímico da superfície do eletrodo de trabalho, que se mostraram fundamentais para o desempenho adequado do sensor. Os resultados desses estudos inciais foram avaliados usando K3[Fe(CN)6], como sonda eletroquímica. Em seguida, o EIGPU foi avaliado quanto ao seu potencial para determinação de analitos de interesse farmacológico, usando como modelo o paracetamola (APAP) e suas misturasb com cafeína (CAF) em amostras de fármacos (LOD=0,81a, 0,84b(APAP), 1,6b(CAF) µmol L-1); ambiental: Zn2+, Pb2+, Cu2+ e Hg2+ simultaneamente em amostras de etanol combustível (LOD=300, 65, 30, 46 nmol L-1, respectivamente) e biológico: epinefrina (EP) em amostras artificiais de fluido cérebro-espinal sintético (LOD=42,8 e 768 nmol L-1, para DPV e SWV, respectivamente). Para isso, foram usadas Voltametria Cíclica (CV), Voltametria de Pulso Diferencial (DPV), Voltametria de Pulso Diferencial de Redissolução Anódica (DPASV) e Voltametria de Onda Quadrada (SWV). Na determinação dos analitos de interesse ambiental, os eletrodos impressos foram modificados com sílica SBA-15, antes e após organofuncionalização com a espécie benzotiazol-2-tiol. Os compósitos modificados foram preparados substituindo quantidades correspondentes de pó de grafite de modo a obter eletrodos com 5% (m/m) do modificador. Antes de realizar as análises, foram feitas as otimizações dos parâmetros envolvidos em cada técnica escolhida e obtidas as curvas analíticas. Em seguida, o EIGPU foi utilizado na determinação dos analitos nas respectivas matrizes. A quantidade dos analitos presentes nas amostras foi determinada pelo método de adição de padrão, em triplicata. Os resultados foram comparados com aqueles obtidos por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC) e Espectroscopia de Absorção Atômica (AAS), para as análises farmacêuticas e ambientais, respectivamente. / A method for the fabrication of a graphite polyurethane composite based screen printed electrodes (EIGPU) was proposed by developing a ink and a imprinting procedure after optimizing parameters such as ink composition 60% graphite and 40% polyurethane (m/m), nature and quantity of solvent, dimensions of the electrode set, number of ink layers, deepness of the adhesive mask and nature of the insulating that defines the active electrode area and the electrical contacts. Procedures for activating the electrode surface, by mechanically compressing the ink followed by an electrochemical treatment of the surface were also developed. The results of this phase were evaluated using K3[Fe(CN)6] as an electrochemical probe. Than the EIGPU was evaluated regarding its potentialities for the determination of analytes with pharmacological interest using paracetamola (APAP) and its mixturesb with caffeine (CAF) in pharmaceutical formulations (LOD=0,81a, 0,84b(APAP), 1,6b(CAF) µmol L-1), environmental relevance as metal ions Zn2+, Pb2+, Cu2+ e Hg2+ determined simultaneously in ethanol fuel samples (LOD=300, 65, 30, 46 nmol L-1, respectively) and biologically important as epinephrine (EP) contained in artificial cerebro-spinal fluid. (LOD=42,8 e 768 nmol L-1, for DPV e SWV, respectively).These applications were achieved by means of Cyclic Voltammetry (CV), Differential Pulse Voltammetry (DPV), Square Wave Voltammetry (SWV) and Differential Pulse Anodic Stripping Voltammetry (DPASV). In the determination of the metal ions in ethanol fuel, the electrodes were modified with SBA-15 silica organofunctionalized with benzothiazol-2-thiol. The composities were prepared by substituting corresponding amounts of graphite powder in order to have 5% (m/m) of the modifier in the final device. Before performing the analysis several parameters were optimized for each case for each technique before measuring the analytical curves. After, the EIGPU was used in the determination of the different analytes in the chosen matrices. The amount of analytes present in the samples was determined using addition method in triplicate. The results were compared with those obtained using high performance liquid chromatography (HPLC) and Atomic Absorption Spectrocopy (AAS), as comparision methods.

Um método de fabricação para eletrodos compósitos impressos à base de grafite e resina poliuretana (EIGPU) foi desenvolvido, iniciando-se pela tinta e processo para a impressão, além da otimização dos parâmetros para garantir a aplicabilidade e maximização da resposta dos mesmos. Os parâmetros otimizados na fabricação da tinta foram a composição de 60% grafite e 40% poliuretana (m/m), a natureza e quantidade de solvente, dimensão do conjunto impresso, quantidade de demãos aplicadas no processo de \"screen-printing\", espessura da máscara adesiva e o tipo de isolante que define os contatos elétricos e a área ativa do eletrodo. Também foi proposto e desenvolvido um procedimento de ativação da superfície do eletrodo, que consiste em uma compressão do compósito, seguido de tratamento eletroquímico da superfície do eletrodo de trabalho, que se mostraram fundamentais para o desempenho adequado do sensor. Os resultados desses estudos inciais foram avaliados usando K3[Fe(CN)6], como sonda eletroquímica. Em seguida, o EIGPU foi avaliado quanto ao seu potencial para determinação de analitos de interesse farmacológico, usando como modelo o paracetamola (APAP) e suas misturasb com cafeína (CAF) em amostras de fármacos (LOD=0,81a, 0,84b(APAP), 1,6b(CAF) µmol L-1); ambiental: Zn2+, Pb2+, Cu2+ e Hg2+ simultaneamente em amostras de etanol combustível (LOD=300, 65, 30, 46 nmol L-1, respectivamente) e biológico: epinefrina (EP) em amostras artificiais de fluido cérebro-espinal sintético (LOD=42,8 e 768 nmol L-1, para DPV e SWV, respectivamente). Para isso, foram usadas Voltametria Cíclica (CV), Voltametria de Pulso Diferencial (DPV), Voltametria de Pulso Diferencial de Redissolução Anódica (DPASV) e Voltametria de Onda Quadrada (SWV). Na determinação dos analitos de interesse ambiental, os eletrodos impressos foram modificados com sílica SBA-15, antes e após organofuncionalização com a espécie benzotiazol-2-tiol. Os compósitos modificados foram preparados substituindo quantidades correspondentes de pó de grafite de modo a obter eletrodos com 5% (m/m) do modificador. Antes de realizar as análises, foram feitas as otimizações dos parâmetros envolvidos em cada técnica escolhida e obtidas as curvas analíticas. Em seguida, o EIGPU foi utilizado na determinação dos analitos nas respectivas matrizes. A quantidade dos analitos presentes nas amostras foi determinada pelo método de adição de padrão, em triplicata. Os resultados foram comparados com aqueles obtidos por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC) e Espectroscopia de Absorção Atômica (AAS), para as análises farmacêuticas e ambientais, respectivamente. / A method for the fabrication of a graphite polyurethane composite based screen printed electrodes (EIGPU) was proposed by developing a ink and a imprinting procedure after optimizing parameters such as ink composition 60% graphite and 40% polyurethane (m/m), nature and quantity of solvent, dimensions of the electrode set, number of ink layers, deepness of the adhesive mask and nature of the insulating that defines the active electrode area and the electrical contacts. Procedures for activating the electrode surface, by mechanically compressing the ink followed by an electrochemical treatment of the surface were also developed. The results of this phase were evaluated using K3[Fe(CN)6] as an electrochemical probe. Than the EIGPU was evaluated regarding its potentialities for the determination of analytes with pharmacological interest using paracetamola (APAP) and its mixturesb with caffeine (CAF) in pharmaceutical formulations (LOD=0,81a, 0,84b(APAP), 1,6b(CAF) µmol L-1), environmental relevance as metal ions Zn2+, Pb2+, Cu2+ e Hg2+ determined simultaneously in ethanol fuel samples (LOD=300, 65, 30, 46 nmol L-1, respectively) and biologically important as epinephrine (EP) contained in artificial cerebro-spinal fluid. (LOD=42,8 e 768 nmol L-1, for DPV e SWV, respectively).These applications were achieved by means of Cyclic Voltammetry (CV), Differential Pulse Voltammetry (DPV), Square Wave Voltammetry (SWV) and Differential Pulse Anodic Stripping Voltammetry (DPASV). In the determination of the metal ions in ethanol fuel, the electrodes were modified with SBA-15 silica organofunctionalized with benzothiazol-2-thiol. The composities were prepared by substituting corresponding amounts of graphite powder in order to have 5% (m/m) of the modifier in the final device. Before performing the analysis several parameters were optimized for each case for each technique before measuring the analytical curves. After, the EIGPU was used in the determination of the different analytes in the chosen matrices. The amount of analytes present in the samples was determined using addition method in triplicate. The results were compared with those obtained using high performance liquid chromatography (HPLC) and Atomic Absorption Spectrocopy (AAS), as comparision methods.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-08-31T14:13:50Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese doutorado Bárbara V M Silva.pdf: 8451335 bytes, checksum: 8f05c2e3a44caad45cfbe00e5b36c3eb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-31T14:13:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese doutorado Bárbara V M Silva.pdf: 8451335 bytes, checksum: 8f05c2e3a44caad45cfbe00e5b36c3eb (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / CAPEs / A presente tese descreve o desenvolvimento de sensores eletroquímicos para imunoensaios empregando a tecnologia de eletrodos impressos com a finalidade de detectar a troponina T cardíaca, o marcador mais específico, atualmente, do infarto agudo do miocárdio. Um dos desafios na confecção de sensores eletroquímicos para imunoensaios é alcançar baixos limites de detecção. Nanomateriais de carbono são, recentemente, considerados excelentes estratégias no preparo de superfícies sensoras devido às suas excelentes propriedades, tais como rápida transferência elétrica e atividade catalítica, aumento da relação superfície/volume e, consequentemente, maior quantidade de biomoléculas imobilizadas. Nesta tese, nanotubos de carbono e grafeno foram utilizados sob diferentes abordagens para modificação de superfícies eletródicas. Um imunossensor baseado em eletrodos serigrafados obtidos pela impressão de filmes de nanotubos de carbono amino funcionalizados incorporados em tinta de carbono foi desenvolvido para detecção “livre de marcação”. Os grupos amino dos nanotubos expostos na interface sensora impressa foram utilizados para imobilização orientada dos anticorpos monoclonais anti-troponina T. Os nanofilmes impressos apresentaram uma excelente estabilidade e reprodutibilidade, exibindo um desvio padrão relativo (DP) menor que ~2% (n = 8), comparado com controle (DP ~9%, n = 8). A resposta analítica do sensor, obtida por voltametria de pulso diferencial, apresentou uma faixa linear entre 0,0025 e 0,5 ng/mL de troponina T (r = 0,995; p<0,0001; n=7), combinado a um baixo erro relativo (<<1%) e limite de detecção de 0,0035 ng/mL. Com o propósito de substituir os anticorpos anti-troponina T, visto que estes constituem parte onerosa do dispositivo, um sensor biomimético foi desenvolvido a partir de uma superfície nanoestruturada de grafeno e polipirrol. A técnica de impressão biomimética em superfície (“surface imprinting”) foi utilizada como estratégia para simplificar e reduzir em uma única etapa a produção das cavidades biomiméticas. Estas foram obtidas através da eletropolimerização do polipirrol e derivados copoliméricos orgânicos mimetizando grupos proteicos amino-reativos. As respostas analíticas do sensor foram geradas por voltametria de pulso diferencial, exibindo uma faixa linear de resposta variando de 0,01 a 0,1 ng/mL de troponina T (r = 0,9953; p<0,0001; n=5) e um limite de detecção de 0,006 ng/mL, mostrando um ótimo desempenho do sensor biomimético. As cavidades biomiméticas apresentaram uma constante de dissociação (KD) de 7,3 10- 13 mol/L, indicando boa afinidade à troponina quando comparadas com o sensor controle (sem troponina T), KD igual a 11,6 10-13 mol/L. Em conclusão, ambas as plataformas sensoras mostram potencial para detecção da troponina T em níveis de importância clínica no diagnóstico do infarto agudo, constituindo testes de pronto atendimento para emergências cardiológicas. / This thesis describes the development of electrochemical sensors for immunoassay by using a screen-printed electrodes technology in order to detect the human cardiac troponin T, the most important marker currently of the acute myocardial infarction. One of the challenges in the manufacturing of electrochemical sensors for immunoassays is to reach low limits of detection. Carbon nanomaterials are recently considered excellent strategies in preparing sensing surfaces due to theirs excellent properties, such as rapid electrical transfer and catalytic activity, increase surface / volume ratio and, consequently, offering higher amount of immobilized biomolecules. In this thesis, carbon nanotubes and graphene were used under different approaches in order to modify the sensors surfaces. An immunosensor based on screen printed electrode obtained by printing of amino functionalized carbon nanotubes films incorporated into carbon ink has been developed for "label-free" detection. The amino groups exposed on the imprinted sensor interface were utilized for oriented immobilization of the monoclonal antibody anti-troponin T. The imprinted nanofilms showed an excellent stability and reproducibility, exhibiting a relative standard deviation (RSD) less than ~2% (n = 8) compared to control (RSD ~9%, n = 8). The analytical response of the sensor, obtained by differential pulse voltammetry, showed a linear range between 0.0025 and 0.5 ng/mL (r = 0.995; p <0.0001, n = 7), combined with a low relative error (<< 1 %) and a calculated limit of detection of 0.0035 ng/mL. In order to replace the anti-troponin T antibody, since these are costly part of the device, a biomimetic sensor was developed from a nanostructured surface of graphene and polypyrrole. The biomimetic technique of surface imprinting was used as a strategy for simplify and reduce in a one-step production of the biomimetic cavities. These were obtained by electropolymerization of the pyrrole and its organic copolymers mimicking amino reactive protein groups. The analytical responses of the sensor were obtained by differential pulse voltammetry, exhibiting a linear range response in 0.01 and 0.1 ng/mL of troponin T (r = 0.9953; p <0.0001, n = 5) and a limit of detection of 0.006 ng/mL, showing a good performance of the biomimetic sensor. The biomimetic sites exhibited a dissociation constant (KD) of 7.3 10-13 mol/L, indicating a good affinity to troponin when compared to its control (without troponin T), KD equal to 11.6 10-13 mol/L. In conclusion, both sensor platform the sensor platforms showed a potential for troponin T detection in levels of clinical important for acute myocardial infarction diagnostic, constituting point-of-care testing for cardiac emergency departments.

O presente trabalho trata do desenvolvimento de sensores eletroquímicos que possuam características descartáveis e ao uso destes dispositivos para a determinação de diferentes analitos em amostras biológicas, farmacêuticas e de interesse ambiental. O desenvolvimento e a aplicação dos sensores foram divididos em seis capítulos. O primeiro capítulo corresponde a fabricação de conjuntos de microeletrodos em suporte de CD-RW e placa fenolite utilizando impressão com tinta toner. Os conjuntos de microeletrodos foram fabricados por meio da deposição de duas máscaras de toner em um substrato de cobre ou ouro. Os eletrodos fabricados neste capítulo foram caracterizados e aplicados nos capítulos subsequentes. Os resultados da aplicação do conjunto de microeletrodos de cobre (DCRM) foram descritos no segundo capítulo. Os dispositivos foram aplicados para a determinação de peróxido de hidrogênio em amostras de antisséptico bucal e clareadores dentais. As determinações foram realizadas em solução de tampão fosfato (pH 7.0) por meio da técnica de amperometria (E = -0,2 V). Estes sensores foram também aplicados para determinação de ácido acetilsalítico (AAS) em amostras farmacêuticas em solução de hidróxido de sódio 0,1 mol L-1 por amperometria (E = 0,6 V). A determinação de nitrato em amostra de água de rio foi realizada por amperometria (E = -0,45V) em solução de sulfato de sódio 0,1 mol L-1 (pH = 2,0). Os resultados obtidos com o sensor demonstraram o sucesso das aplicações. As principais vantagens deste dispositivo dizem respeito à simplicidade de fabricação, baixo custo do equipamento e rapidez das análises. A caracterização eletroquímica do sensor e a determinação de ciclopirox olamina em solução de tampão BR 0,1 mol L-1 (pH = 5,0) utilizando o conjunto de microeletrodos de ouro (CD-RW) foi apresentada no terceiro capítulo. Os resultados obtidos mostraram que é possível realizar a determinação desta espécie de interesse em soluções oftalmológicas. O desenvolvimento, a caracterização e aplicação de um novo conjunto de microeletrodos de ouro fabricados a partir da redução eletroquímica da 5-bromo-1,10-fenantrolina em solução de dimetilformalmida (DMF) foi investidada no quarto capítulo. A superfície foi bloqueada com um filme isolante de 1,10-fenantrolina e o sensor foi caracterizado como um conjunto de microeletrodos de ouro. O sensor foi aplicado para a determinação de peróxido de hidrogênio, nas condições descritas anteriormente a fim de avaliar a aplicabilidade deste dispositivo. Os resultados obtidos foram promissores. A utilização de um eletrodo de microbanda impresso na configuração \"back-to-back\" foi descrita no quinto capítulo. A configuração faz uso da impressão de um novo eletrodo nas costas de um eletrodo impresso \"tradicional\", aumentando com isso a sensibilidade do sensor. O eletrodo impresso na configuração \"back-to-back\" foi utilizado para a determinação de íons Pb(II) em amostras de água potável por meio da técnica de voltametria de redissolução anódica por onda quadrada e os resultados obtidos foram concordantes com os encontrados utilizando espectrometria de emissão atômica por plasma acoplado. Os eletrodos de microbanda impressos na configuração \"back-to-back\" modificados com nanotubos de carbono para a determinação de capsaicina e dopamina e com ftalocianina de cobalto (II) para determinação de hidrazina foram investigados no sexto capítulo. Os resultados obtidos foram concordantes com aqueles descritos em outros trabalhos encontrados na literatura. / This work presents results on the fabrication of disposable electrochemical sensors and the use of such devices for the determination of different analytes in biological, pharmaceutical and environmental samples. The development and application of these sensors have been divided into six chapters. The first chapter describes the fabrication of a microelectrode ensemble (CD-RW) using ink toner. The sensor was fabricated by deposition of two toner pattern masks on copper and gold substrates. The electrodes fabricated according this procedure were characterized and applied in subsequent chapters. The second chapter describes the use of a disposable copper random microarrays (DCRM) for the amperometric determination of three analytes: hydrogen peroxide in real samples (oral antiseptic and dental whitening) at -0.2 V in phosphate buffer (pH 7.0) solution, acetylsalicylic acid (ASA) in pharmaceutical formulations at 0.6 V in 0.10 mol L-1 NaOH solution and nitrate in river samples at -0.45V in a 0.10 mol L-1 sodium sulfate solution (pH 2.0). The good results obtained with the DCRM demonstrated the successful application of this new sensor. The main advantages of the proposed manufacturing procedure are the simplicity, low cost of equipment and the high speed of production. The third chapter presents results on the use of a gold random microarray (GRM) for the determination of ciclopirox olamine in 0.10 mol L-1 Britton Robinson buffer solution (pH 5.0). Following the optimization of the experimental parameters, the proposed sensor presented excellent analytical properties for the amperometric detection of ciclopirox olamine at +0.85 V. The usefulness of the GRM sensor was confirmed by determining ciclopirox olamine in commercial products and the results obtained agreed well with those found by potentiometric titration and the labeled values. The fourth chapter describes the fabrication of a random assembly of microelectrodes (RAMs) by electrochemical reduction of 5-bromo-1,10- phenathroline in N,N-dimethylformamide (DMF), generating the 1,10-phenanthroline radical, which was covalently grafted on gold electrodes. After several potential cycles, the gold surface was partially blocked with an insulating film of 1,10-phenanthroline and the resulting modified electrode exhibited the characteristics of RAMs for the electrochemical reduction of the reversible probe 1,4-benzoquinone in DMF. This sensor was applied for hydrogen peroxide detection at -0.2 V in phosphate buffer (pH 7.0) solution. The fifth chapter reports on the use of screen-printed back-to-back microband electroanalytical sensors for quantification of lead(II) ions in drinking water samples in 0.01 mol L-1 HCl and the validation of the results by ICP-OES. The sixth chapter shows results on the use of back-to-back screen-printed microband electrodes modified with single-walled carbon nanotubes and cobalt phthalocyanine. The electroanalytical applications of this novel electrode configuration were exemplified towards the sensing of dopamine, capsaicin and hydrazine.

O presente trabalho trata do desenvolvimento de sensores eletroquímicos que possuam características descartáveis e ao uso destes dispositivos para a determinação de diferentes analitos em amostras biológicas, farmacêuticas e de interesse ambiental. O desenvolvimento e a aplicação dos sensores foram divididos em seis capítulos. O primeiro capítulo corresponde a fabricação de conjuntos de microeletrodos em suporte de CD-RW e placa fenolite utilizando impressão com tinta toner. Os conjuntos de microeletrodos foram fabricados por meio da deposição de duas máscaras de toner em um substrato de cobre ou ouro. Os eletrodos fabricados neste capítulo foram caracterizados e aplicados nos capítulos subsequentes. Os resultados da aplicação do conjunto de microeletrodos de cobre (DCRM) foram descritos no segundo capítulo. Os dispositivos foram aplicados para a determinação de peróxido de hidrogênio em amostras de antisséptico bucal e clareadores dentais. As determinações foram realizadas em solução de tampão fosfato (pH 7.0) por meio da técnica de amperometria (E = -0,2 V). Estes sensores foram também aplicados para determinação de ácido acetilsalítico (AAS) em amostras farmacêuticas em solução de hidróxido de sódio 0,1 mol L-1 por amperometria (E = 0,6 V). A determinação de nitrato em amostra de água de rio foi realizada por amperometria (E = -0,45V) em solução de sulfato de sódio 0,1 mol L-1 (pH = 2,0). Os resultados obtidos com o sensor demonstraram o sucesso das aplicações. As principais vantagens deste dispositivo dizem respeito à simplicidade de fabricação, baixo custo do equipamento e rapidez das análises. A caracterização eletroquímica do sensor e a determinação de ciclopirox olamina em solução de tampão BR 0,1 mol L-1 (pH = 5,0) utilizando o conjunto de microeletrodos de ouro (CD-RW) foi apresentada no terceiro capítulo. Os resultados obtidos mostraram que é possível realizar a determinação desta espécie de interesse em soluções oftalmológicas. O desenvolvimento, a caracterização e aplicação de um novo conjunto de microeletrodos de ouro fabricados a partir da redução eletroquímica da 5-bromo-1,10-fenantrolina em solução de dimetilformalmida (DMF) foi investidada no quarto capítulo. A superfície foi bloqueada com um filme isolante de 1,10-fenantrolina e o sensor foi caracterizado como um conjunto de microeletrodos de ouro. O sensor foi aplicado para a determinação de peróxido de hidrogênio, nas condições descritas anteriormente a fim de avaliar a aplicabilidade deste dispositivo. Os resultados obtidos foram promissores. A utilização de um eletrodo de microbanda impresso na configuração \"back-to-back\" foi descrita no quinto capítulo. A configuração faz uso da impressão de um novo eletrodo nas costas de um eletrodo impresso \"tradicional\", aumentando com isso a sensibilidade do sensor. O eletrodo impresso na configuração \"back-to-back\" foi utilizado para a determinação de íons Pb(II) em amostras de água potável por meio da técnica de voltametria de redissolução anódica por onda quadrada e os resultados obtidos foram concordantes com os encontrados utilizando espectrometria de emissão atômica por plasma acoplado. Os eletrodos de microbanda impressos na configuração \"back-to-back\" modificados com nanotubos de carbono para a determinação de capsaicina e dopamina e com ftalocianina de cobalto (II) para determinação de hidrazina foram investigados no sexto capítulo. Os resultados obtidos foram concordantes com aqueles descritos em outros trabalhos encontrados na literatura. / This work presents results on the fabrication of disposable electrochemical sensors and the use of such devices for the determination of different analytes in biological, pharmaceutical and environmental samples. The development and application of these sensors have been divided into six chapters. The first chapter describes the fabrication of a microelectrode ensemble (CD-RW) using ink toner. The sensor was fabricated by deposition of two toner pattern masks on copper and gold substrates. The electrodes fabricated according this procedure were characterized and applied in subsequent chapters. The second chapter describes the use of a disposable copper random microarrays (DCRM) for the amperometric determination of three analytes: hydrogen peroxide in real samples (oral antiseptic and dental whitening) at -0.2 V in phosphate buffer (pH 7.0) solution, acetylsalicylic acid (ASA) in pharmaceutical formulations at 0.6 V in 0.10 mol L-1 NaOH solution and nitrate in river samples at -0.45V in a 0.10 mol L-1 sodium sulfate solution (pH 2.0). The good results obtained with the DCRM demonstrated the successful application of this new sensor. The main advantages of the proposed manufacturing procedure are the simplicity, low cost of equipment and the high speed of production. The third chapter presents results on the use of a gold random microarray (GRM) for the determination of ciclopirox olamine in 0.10 mol L-1 Britton Robinson buffer solution (pH 5.0). Following the optimization of the experimental parameters, the proposed sensor presented excellent analytical properties for the amperometric detection of ciclopirox olamine at +0.85 V. The usefulness of the GRM sensor was confirmed by determining ciclopirox olamine in commercial products and the results obtained agreed well with those found by potentiometric titration and the labeled values. The fourth chapter describes the fabrication of a random assembly of microelectrodes (RAMs) by electrochemical reduction of 5-bromo-1,10- phenathroline in N,N-dimethylformamide (DMF), generating the 1,10-phenanthroline radical, which was covalently grafted on gold electrodes. After several potential cycles, the gold surface was partially blocked with an insulating film of 1,10-phenanthroline and the resulting modified electrode exhibited the characteristics of RAMs for the electrochemical reduction of the reversible probe 1,4-benzoquinone in DMF. This sensor was applied for hydrogen peroxide detection at -0.2 V in phosphate buffer (pH 7.0) solution. The fifth chapter reports on the use of screen-printed back-to-back microband electroanalytical sensors for quantification of lead(II) ions in drinking water samples in 0.01 mol L-1 HCl and the validation of the results by ICP-OES. The sixth chapter shows results on the use of back-to-back screen-printed microband electrodes modified with single-walled carbon nanotubes and cobalt phthalocyanine. The electroanalytical applications of this novel electrode configuration were exemplified towards the sensing of dopamine, capsaicin and hydrazine.

The present thesis work is dedicated to the implementation of novel electrochemical methods for the assay of drug compounds such as paracetamol and ascorbic acid and biologically relevant biothiols such as cysteine and glutathione. Particular attention has been paid to the development and application of amperometric detectors allowing for a readily surface renewing and for highly selective and sensitive assays.<p>Coupling of a screen printed electrochemical detector with a monolithic chromatographic column was performed for high-throughput analysis along with selectivity, sensitivity and good precision. The modification of a glassy carbon electrode with a perm-selective membrane was investigated in order to provide an electrochemical sensor for on-site analysis. Acetaminophen was investigated as a model drug compound because of its extensive use in drug “pain killer” medication.<p>Along with the aims of this thesis, a silver polycrystalline electrode was investigated as a sensitive and class selective electrode for the assay of small thiol-based molecules. The silver electrode was implemented for the first time as an amperometric detector coupled to liquid chromatography for the assay of thiols. Application to the study of thiol species present in white wines was realized in order to illustrate the potential of the silver working electrode as amperometric detector. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Настоящая работа состоит из 3 глав и посвящена бесферментному количественному определению креатинина, глюкозы, мочевины с использованием медь(II)-имидазольных каркасов. В ходе работы проведено формирование электрокаталитически активного слоя на поверхности рабочего электрода. Таким образом, каталитически активный слой с наибольшей чувствительностью сформирован на печатном электроде 3-в-1 с использованием многостенных углеродных нанотрубок (cMWCNT), электроосаждённым золотом и медь(II)-имидазольного каркаса, состоящего из иона меди(II) и 2-меркаптоимидазола и 2-метилимидазола. Проведены исследования селективности полученного каталитически активного слоя. / This work consists of 3 chapters and is devoted to the enzyme-free quantitative determination of creatinine, glucose, urea using copper(II)-imidazole frameworks. In the course of the work, the formation of an electrocatalytically active layer on the surface of the working electrode was carried out. Thus, the catalytically active layer with the highest sensitivity is formed on a 3-in-1 printed electrode using multi-walled carbon nanotubes (cMWCNT) electrodeposited with gold and copper(II)-imidazole framework consisting of copper(II) ion and 2-mercaptoimidazole and 2-methylimidazole. The selectivity of the obtained catalytically active layer has been studied.