Darbo tikslas buvo ištirti nuo pirolo chinolinchinono (PQQ) priklausomų oksidoreduktazių veikimą homogeninėje ir heterogeninėje aplinkose ir jų pagrindu sukurti naujas bioelektrokatalizines sistemas. Tuo tikslu buvo kurtos impedimetrinės ir bioamperometrinės sistemos su nuo PQQ priklausomomis alkoholio (tADH ir mADH), gliukozės (GDH) ir fruktozės (FDH)dehidrogenazėmis naujų elektrodinių medžiagų pagrindu, parenkant optimalų fermento imobilizavimo būdą ir elektronų pernašos (EP) mediatorius. Fermentai ir sistemos tirtos klasikinės elektrochemijos, impedanso spektroskopijos, spektrofotometrijos, atominės jėgos mikroskopijos metodais. Nustatytos tADH ir mADH pKa reikšmės ir EP keliai, pagrindinės bioelektrocheminių sistemų charakteristikos, įvertinta heterogeninės aplinkos įtaka fermentų specifiškumui. Sukurtas imobilizavimo būdas leidžiantis išlaikyti GDH aktyvumą iki 9-ių mėnesių. Pirmą kartą parodyta, jog fermentai gali tiesiogiai re-oksiduotis ant poli - N - (N, N‘- dietil ditiokarbamoil etil amidoetil) – anilino ir grafito produktų. Nustatyta, jog 2-(3-nitro(fenil)amino)- cikloheksa-2,5-dien-1,4-dionas iki 10 kartų pagreitina FDH katalizuojamą fruktozės oksidaciją. Pirmą kartą parodyta, kad bioamperometrinės sistemos su FDH gali oksiduoti D(-)tagatozę. Tyrimų rezultatai pritaikyti kuriant alkoholių, angliavandenių ir anglies monoksido stebėjimo sistemas. / The aim of this work was to study the action of pyrroloquinoline quinone (PQQ) dependent oxidoreductases in homogeneous and heterogeneous ambiences and to create new bioelectrocatalytic systems based on these enzymes. Bioelectrochemical systems with PQQ dependent alcohol (sADH and mADH), glucose (GDH) and fructose (FDH) dehydrogenases were constructed by using new electrode materials, enzyme immobilization techniques and electron transfer (ET) mediators. Enzymes and systems were studied by different electrochemical methods and atomic force microscopy. pKa values and ET pathways in bioelectrochemical systems were determined for sADH and mADH. The main characteristics of systems and influence of heterogeneous ambience to the specificity of the enzymes were determined. The GDH immobilization method, which ensures enzyme activity up to 9 months, was created. The direct ET from reduced enzymes active sites to poly(N-(N’,N’-diethyldithiocarbamoylethylamidoethyl)aniline) and graphite oxidation products was revealed for the first time. It was observed that 2-(3-nitro(phenyl)amino)- ciclohexa-2,5-dien-1,4-dione is the most effective mediator for FDH. The ability of bioamperometric systems with FDH to oxidize D(-)tagatose was determined for the first time. It was shown, that bioamperometric systems based on PQQ dependent enzymes can be applied for detection of alcohols, carbohydrates and carbon monoxide.

Darbo tikslas buvo ištirti nuo pirolo chinolinchinono (PQQ) priklausomų oksidoreduktazių veikimą homogeninėje ir heterogeninėje aplinkose ir jų pagrindu sukurti naujas bioelektrokatalizines sistemas. Tuo tikslu buvo kurtos impedimetrinės ir bioamperometrinės sistemos su nuo PQQ priklausomomis alkoholio (tADH ir mADH), gliukozės (GDH) ir fruktozės (FDH)dehidrogenazėmis naujų elektrodinių medžiagų pagrindu, parenkant optimalų fermento imobilizavimo būdą ir elektronų pernašos (EP) mediatorius. Fermentai ir sistemos tirtos klasikinės elektrochemijos, impedanso spektroskopijos, spektrofotometrijos, atominės jėgos mikroskopijos metodais. Nustatytos tADH ir mADH pKa reikšmės ir EP keliai, pagrindinės bioelektrocheminių sistemų charakteristikos, įvertinta heterogeninės aplinkos įtaka fermentų specifiškumui. Sukurtas imobilizavimo būdas leidžiantis išlaikyti GDH aktyvumą iki 9-ių mėnesių. Pirmą kartą parodyta, jog fermentai gali tiesiogiai re-oksiduotis ant poli - N - (N, N‘- dietil ditiokarbamoil etil amidoetil) – anilino ir grafito produktų. Nustatyta, jog 2-(3-nitro(fenil)amino)- cikloheksa-2,5-dien-1,4-dionas iki 10 kartų pagreitina FDH katalizuojamą fruktozės oksidaciją. Pirmą kartą parodyta, kad bioamperometrinės sistemos su FDH gali oksiduoti D(-)tagatozę. Tyrimų rezultatai pritaikyti kuriant alkoholių, angliavandenių ir anglies monoksido stebėjimo sistemas. / The aim of this work was to study the action of pyrroloquinoline quinone (PQQ) dependent oxidoreductases in homogeneous and heterogeneous ambiences and to create new bioelectrocatalytic systems based on these enzymes. Bioelectrochemical systems with PQQ dependent alcohol (sADH and mADH), glucose (GDH) and fructose (FDH) dehydrogenases were constructed by using new electrode materials, enzyme immobilization techniques and electron transfer (ET) mediators. Enzymes and systems were studied by different electrochemical methods and atomic force microscopy. pKa values and ET pathways in bioelectrochemical systems were determined for sADH and mADH. The main characteristics of systems and influence of heterogeneous ambience to the specificity of the enzymes were determined. The GDH immobilization method, which ensures enzyme activity up to 9 months, was created. The direct ET from reduced enzymes active sites to poly(N-(N’,N’-diethyldithiocarbamoylethylamidoethyl)aniline) and graphite oxidation products was revealed for the first time. It was observed that 2-(3-nitro(phenyl)amino)- ciclohexa-2,5-dien-1,4-dione is the most effective mediator for FDH. The ability of bioamperometric systems with FDH to oxidize D(-)tagatose was determined for the first time. It was shown, that bioamperometric systems based on PQQ dependent enzymes can be applied for detection of alcohols, carbohydrates and carbon monoxide.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-07-09T12:54:25Z No. of bitstreams: 1 THAÍS MARIA ALVES MARINHO - DISSERTAÇÃO (PPGCEMat) 2016.pdf: 4526314 bytes, checksum: 93577e66a4279c33e84cb662d3ce4735 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-09T12:54:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 THAÍS MARIA ALVES MARINHO - DISSERTAÇÃO (PPGCEMat) 2016.pdf: 4526314 bytes, checksum: 93577e66a4279c33e84cb662d3ce4735 (MD5) Previous issue date: 2016-03-08 / Capes / Com o ascendente desenvolvimento de novas tecnologias, a procura por novos sistemas de sensoriamento vem aumentando, pois há uma necessidade de obter uma melhor precisão nos resultados de análises biológicas, com baixo custo e em tempo real, diante disso, os biossensores são dispositivos capazes de proporcionar esse tipo de resultado. Doenças ligadas a insuficiência renal necessitam desse tipo de precisão e rapidez, que é caracterizada pela concentração de ureia no sangue ou na urina, eliminado assim uma série de procedimentos laboratoriais. Logo, para montagem de um biossensor de ureia é preciso um biocomponente seletivo e específico, que possa identificar a ureia sem nenhuma interferência, como é o caso da enzima. A enzima capaz de catalisar a hidrolise de ureia é a uréase, formando como produto da reação o gás carbônico e a amônia. Para ser aplicado em um biossensor, a enzima precisa ser imobilizada, pois dessa forma confere uma maior estabilidade operacional e um maior armazenamento da mesma. Essa imobilização pode ser realizada por meio de polímeros. A quitosana é um polímero natural que vêm ganhando destaque para esta aplicação, diante de suas propriedades como baixo custo, abundância na natureza, fácil processamento, capacidade de formação membrana, entre outras. Diante do exposto, o objetivo desse trabalho é imobilizar a enzima urease utilizando como matriz a quitosana e quitosana/glutaraldeído, avaliando diferentes condições de preparação das membranas. As membranas foram depositadas sobre um transdutor que utilizou como suporte fitas de aço inox, eletrodepositadas com antimônio. Logo após, foram realizadas caracterizações por microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), para avaliar as superfícies das membranas. Também, foram realizados testes de bioresposta dos eletrodos, para avaliar a efetividade da enzima imobilizada, através das respostas de sensibilidade, seletividade, estabilidade, tempo de resposta, faixa de linearidade, especificidade e repetibilidade dos biossensores. E foi observado que, a enzima imobilizada com quitosana e com adição do reticulante glutaraldeído, proporcionou melhores respostas, com mais estabilidade operacional e maior armazenamento da enzima, melhorando assim o tempo de vida da mesma. / With the upward development of new technologies, demand for new sensing systems is increasing because there is a need for better accuracy in the results of biological analyzes, with low cost and in real time, before that, the biosensors are devices capable of provide that kind of result. Diseases related to renal insufficiency require such precision and rapidity, which is characterized by the concentration of urea in blood or urine, thus eliminating a series of laboratory procedures. Therefore, for assembling a urea biosensor is needed a selective and specific bio-component that can identify the urea without any interference, as in the case of the enzyme. The enzyme capable of catalyzing the hydrolysis of urea is urease, forming a reaction product of carbon dioxide and ammonia. To be used in a biosensor, the enzyme must be immobilized, as this way confer greater operational stability and a longer storage thereof. This immobilization can be performed by means of polymers. Chitosan is a natural polymer that become increasingly more important for this application, on its properties such as low cost, abundance in nature, easy processing capacity of membrane formation, among others. Given the above, the objective of this work is to immobilize the enzyme urease as a matrix using chitosan and chitosan / glutaraldehyde, evaluating different conditions of preparation of membranes. Membranes were deposited on a transducer used as a support of stainless steel strips, electrodeposited with antimony. Soon after, characterizations were performed by optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) to evaluate the surfaces of the membranes. Also, the bioresponse electrode tests were performed to evaluate the effectiveness of the immobilized enzyme, through sensitivity responses, selectivity, stability, response time, linearity range, specificity and reproducibility of biosensors. It was observed that the immobilized enzyme with chitosan and crosslinking addition of glutaraldehyde gave the best responses with more operational stability and increased storage of the enzyme, thereby improving the lifetime thereof.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-03-08T18:36:41Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) 06-10-2015-Tese(FINAL) Beate.pdf: 6575678 bytes, checksum: cdc2b377e45a971cafecf1f7f6a889b1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-08T18:36:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) 06-10-2015-Tese(FINAL) Beate.pdf: 6575678 bytes, checksum: cdc2b377e45a971cafecf1f7f6a889b1 (MD5) Previous issue date: 2015-06-19 / CNPQ E CAPES / Na elaboração de sínteses para estrutura metal-orgânica (Cu3BTC2), conhecido como MOE-199, ou HKUST-1, uma rota e dois métodos foram desenvolvidos: Eletroquímica em temperatura ambiente (TA) e moderada (TM), sonoeletroquímica e ablação de laser em líquido, a qual proporcionou um material desejado com moderado rendimento. Muitas técnicas de caracterização (XRD, FT–IR, SEM, e TGA) mostraram que o HKUST-1 foi obtido em muitos métodos. No entanto, foram encontradas diferenças interessantes em funcionalização, dependendo das condições de síntese que produziram a mesma estrutura de [Cu3(BTC)2] com hospedeiros, mas com diferentes espécies hóspedes coordenada em geral. Por análise de padrão de DRX foi possível identificar os picos característicos de CuO no método EQ do material obtido com fase secundária, mostrando que esta metodologia é bastante versátil dando lugar a este produto, embora o complexo [Cu3(BTC)2] tenha obtido bons rendimentos. Indepen- dentemente da fonte de energia aplicada, em todos os processos, a desejada MOE [Cu3(BTC)2] foi obtida. A fim de determinar se o método de síntese teve impacto diretamente sobre o comportamento eletroquímico do material, foi aplicada a voltametria cíclica (CV), para investigação. Os resultados eletroquímicos demonstraram que a resistência à contribuição farádica, aumenta na seguinte ordem: Cu-MOFSEQ < Cu-MOFEQ(TA) < Cu-MOFEQ(TM) e Cu-MOFLAL. Este comportamento pode ser associado com a presença de CuO em Cu-MOFEQ(TM) e de cobre em Cu-MOFLAL. No entanto, a MOE sintetizada à temperatura ambiente mostrou um teor menor de cobre, o que pode ser eletroquimicamente transformada, bem como a pureza, em comparação com os obtidos por método eletroquímico em temperatura moderada (TM) e a ablação a laser no estado líquido (LAL). Igual procedimento foi usado para os derivados de Cu-MOFEQ(RT): Cu(TFP)-MOF, and Cu(TPP).DMF-MOF. Eles apresentaram a seguinte ordem de crescimento: Cu(TFP)-MOF < Cu(TFP)DMF-MOF < Cu-MOF < Cu(DMF)-MOF. Este comportamento pode ser associado à presença da tetrafenilporfirina em Cu(TPP)-MOFEQ e Cu(TPP).DMF–MOFEQ. Seus comportamentos eletroquímicos apresentaram uma grande resistência faradáica mostrando o porquê dos seus efeitos de métodos. / In the elaboration of syntheses for metal-organic framework [Cu3(BTC)2] (commonly known as MOF-199 or HKUST-1), one route and two methods were developed: Electrochemical in room temperature (RT) and upper (HT), sonoelectrochemical and Laser ablation in Liquid (LAL); which afforded the desired material in moderate yields. Several characterization techniques (XRD, FT–IR, SEM and TGA) showed that HKUST-1 was obtained in every method. However, were found interesting differences in functionalization depending on the electrochemical synthesis conditions which produced the same [Cu3(BTC)2] host network but with different coordinative and bulk molecular guests. By XRD pattern analysis, it was possible to identify characteristic peaks of CuO and DMF in the EQ, obtained material as secondary phase, showing that this methodology is quite harsh giving place to this product, although the [Cu3(BTC)2] complex was obtained in good yield. Regardless the energy source applied, in all three cases the desired [Cu3(BTC)2] MOF was obtained. In order to determine if the method of synthesis had impacts directly on the electrochemical behavior of the material was applied cyclic voltammetry (CV), for investigation. The electrochemical results have shown that the resistance to the faradic contribution, increase in the following order: Cu–MOFSEQ < Cu–MOFEQ(RT) < Cu-MOFEQ(HT) < Cu–MOFLAL. This behavior can be associated to the presence of CuO in Cu-MOFEQ(HT) and Copper in Cu–MOFLAL. However, the synthesized MOF at room temperature showed a smaller content of copper, which could be electrochemically transformed, as well as purity, in comparison with those obtained by electrochemical (HT) and Laser ablation in Liquid (LAL) methods. The same procedure was used for derived of Cu-MOFEQ(RT): Cu(TFP)-MOF, and Cu(TPP).DMF-MOF. They presented the following growing order: Cu(TFP)-MOFEQ < Cu(TFP)DMF-MOFEQ < Cu-MOFEQ <Cu(DMF)-MOFEQ. This behavior can be associated to the presence of tetraphenylporphiryn in Cu(TPP)-MOFEQ and Cu(TPP).DMF–MOFEQ. Their behaviors electrochemical presented a larger resistance faradáica showing the reason of the effects of methods be different.

Orientadores: Lauro Tatsuo Kubota, Marilia Oliveira Fonseca Goulart / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T21:41:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_PhabyannoRodrigues_D.pdf: 3618536 bytes, checksum: e30e8edf8ae8a08c57fdb0a003e8b6fd (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho descreve-se o desenvolvimento de sensores amperométricos a base de um simples eletrodo de pasta de carbono modificado com um novo mediador redox, a 4-nitroftalonitrila (4-NO2FN), para a determinação de alguns antioxidantes de relevância biológica [L-cisteína (L-CySH), L-glutationa (L-GSH), ácido L-ascórbico (L-AscH2), ácido úrico (AU) e nicotinamida adenina dinucleotídeo (forma reduzida) (NADH)]. Com este propósito, inicialmente, a 4-NO2FN foi ativada in situ, gerando o par redox nitroso/hidroxilamina (4-NOFN/4- NHOHFN) estável na superfície eletródica, o qual apresentou atividade electrocatalítica na oxidação dos analitos estudados. As técnicas empregadas para a realização deste trabalho foram voltametria cíclica e cronoamperometria, as quais foram utilizadas para estudar o comportamento dos eletrodos modificados, para otimização dos parâmetros experimentais, obtenção dos parâmetros cinéticos e caracterização analítica dos sensores. Além disso, os estudos hidrodinâmicos e cronoamperométricos foram realizados com o objetivo de se obter maiores informações sobre os processos de oxidação entre L-AscH2, NADH e os eletrodos modificados. Assim, por meio dos gráficos e equações de Koutech- Levich e Cottrell foi possível obter os valores para o coeficiente de difusão (D) e constante de velocidade da reação (kobs) para L-AscH2 e NADH. Os valores do D e de kobs, determinados para L-AscH2 e NADH, foram de 9,0x10 cm s e 2,4x10 cms, 6,0x10 molL s e 1,0x10 molL s, respectivamente. O aumento na velocidade de reação, tanto para o L-AscH2 quanto para o NADH, foi atribuído à eficiente transferência de elétrons entre estas espécies e o par redox 4-NOFN/4-NHOHFN eletrogerado in situ. Sob condições otimizadas, o sensor amperométrico apresentou uma faixa de resposta linear (mmol L), limite de detecção (mmol L), quantificação (mmol L) e sensibilidade (nA L mmol) para L-CySH (a), L-GSH (b), L-AscH2 (c), AU (d) e NADH (e), os quais apresentaram os valores de (a) 0,8-13,2, 0,25, 0,8, 37,0; (b) 8,0-83,0, 2,7, 8,0, 54,0; (c)5,0-120,0, 1,6, 5,5, 108,0; (d) 5,0- 120,0, 1,3, 4,5, 121,6 e (e) 0,8-8,5, 0,25, 0,82, 500,0, respectivamente. Após a aplicação destes sensores em amostras de interesse, estudos de adição e recuperação dos analitos foram realizados para avaliar a exatidão dos métodos e verificou-se que foi possível uma percentagem de recuperação entre 98,5 e 102,0% para L-CySH, L-GSH, L-AscH2 e AU / Abstract: In this work, the development of amperometric sensors based on a simple carbon paste electrode modified with a new redox ¿mediator¿, 4- nitrophthalonitrile (4-NO2PH), for quantification of some antioxidants of biological relevance (L-cystein (L-CySH), L-glutathione (L-GSH), L-ascorbic acid (L-AscH2), uric acid (UA) and b-nicotinamide adenine dinucleotide (NADH)), is described. For this purpose, initially, 4-NO2PH was activated in situ, generating a stable redox-active nitroso/hydroxylamine system (4- NOPH/4-NHOHPH) on the electrodic surface, which presented electrocatalytic activity towards the oxidation of studied analytes. The techniques used in this work were cyclic voltammetry and cronoamperometry, to study the behavior of the modified electrodes, for the experimental parameters optimization, for the attainment of the kinetic parameters and analytical characterization of the sensors. Hydrodynamic and cronoamperometric studies were carried out with the aim to get information on the reduction processes and oxidation of L-AscH2 and NADH, respectively, on the modified electrodes. Through the Koutech-Levich and Cotrell plots it was possible to obtain the values for the diffusion coefficient (D) and kinetic constant of the reaction (kobs) for the analytes in study. The values of the diffusion coefficient and kobs, determined for L-AscH2 and NADH were 9,0x10 cm s and 2,4x10 cms, 6,0x10 molL s and 1,0x10 molL s, respectively. The increase of the reaction rate for L-AscH2 and NADH was attributed to the efficient electron transfer between the studied species and immobilized electroactive species on the surface of the carbon paste electrode. After optimizing conditions, the sensor provided a linear response range (mmol L), limit of detection (LOD) (mmol L), limit of quantification (LOQ) (mmol L) and sensitivity (nA L mmol) for L-CySH (a), L-GSH (b), L-AscH2 (c), UA (d) e NADH (e) of (a) 0.8-13.2, 0.25, 0.8, 37.0; (b) 8.0-83.0, 2.7, 8.0, 54.0; (c)5.0-120.0, 1.6, 5.5, 108.0; (d) 5.0-120.0, 1.3, 4.5, 121.6 and (e) 0.8- 8.5, 0.25, 0.82, 500.0, respectively. After the application of these sensors in samples of interest, studies of addition and recovery of the analytes were carried out to evaluate the error of the methods and it was verified recovery percentages between 98.5 and 102.0% for L-CySH, L-GSH, L-AscH2 and AU, were obtained / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Orientador: Lauro Tatsuo Kubota / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T20:26:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santhiago_Murilo_M.pdf: 3172484 bytes, checksum: bcff800b6ef070742f997f47ba296774 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho descreve-se o desenvolvimento de dois sensores amperométricos empregando mediadores redox derivados do grupo nitro imobilizados sobre plataformas nanoestruturadas para a detecção da nicotinamida adenina dinucleotídeo (NADH) e L-cisteína. Para a construção da base das plataformas foram empregados nanotubos de carbono funcionalizados com grupos amino. Uma vez funcionalizada, a plataforma possibilitou o ancoramento dos dois mediadores redox. Para a detecção de NADH foi utilizado o ácido 3,5-dinitrobenzoico como mediador redox. Este mediador foi imobilizado na superfície da plataforma utilizando os catalisadores 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) carbodimida (EDC) e N-hidroxi succinimida (NHS). Já para o sensor destinado à detecção de L-cisteína, foi necessário a adsorção de nanopartículas de ouro para imobilizar o ácido 5,5'-ditiobis-2-nitrobenzoico (DTNB) como mediador redox. Para os estudos eletroquímicos, as espécies hidroxilamina foram eletrogeradas in situ a partir do grupo nitro presente em ambos os mediadores. As plataformas nanoestruturadas foram caracterizadas através de voltametria cíclica, cronoamperometria, MEV e eletrodo de disco rotatório. Os valores das constantes heterogênea de transferência de elétrons (ks) e da velocidade da reação mediador-analito foram ~50 s e 10 - 10 L mols, respectivamente. As curvas analíticas para ambos os sensores foram obtidas aplicando baixos sobrepotenciais e resultaram em limites de detecção e quantificação na faixa de 1,2 - 9,1 mmol L. O sensor para L-cisteína foi aplicado em amostras reais e os resultados obtidos foram estatisticamente iguais quando confrontados com um método comparativo / Abstract: This work describes the development of two amperometric sensors using redox mediators derived from the nitro group immobilized on nanostructured platforms for the detection of nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) and L-cysteine. Carbon nanotubes functionalized with amino groups were used for the construction of the platforms. Once functionalized, the platform allowed the anchoring of two redox mediators. 3,5-dinitrobenzoic acid was used as redox mediator for NADH detection. This mediator was immobilized on the surface of the platform using the catalysts 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodimide (EDC) and N-hydroxy-succinimide (NHS). For the construction of the sensor for L-cysteine detection, it was necessary the adsorption of gold nanoparticles to receive 5,5-dithio-2-nitrobenzoic acid as redox mediator. For the electrochemical studies, the hydroxylamine species were electrogenerated in situ from the nitro group present in both mediators. Nanostructured platforms were characterized by cyclic voltammetry, chronoamperometry, SEM and by rotating disk electrode experiments. Rate constant values for the heterogeneous electron transfer (ks) and the kinetic constants for the mediator-analyte reaction were ~50 s e 10 - 10 L mols, respectively. The analytical curves for both sensors were obtained applying low overpotentials and resulted in limits of detection and quantification around 1.2 up to 9.1 mmol L. The sensor for L-cysteine was used in pharmaceutical samples and the results were statistically the same to those obtained with a comparative method / Mestrado / Quimica / Mestre em Química

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Considerando que no Brasil o uso de diÃxido de cloro no tratamento de Ãgua à ainda pouco adotado em funÃÃo tanto de seu alto custo quanto da dificuldade de sua quantificaÃÃo, pretendemos comparar trÃs metodologias usadas para quantificar esse produto. Escolhemos a metodologia LGB (Lissamine Green B) e a comparamos com a metodologia EPA 327.0 ((Environmental Protection Agency) e a TitulaÃÃo AmperomÃtrica (referenciadas), ambas analisadas sob a mesma diluiÃÃo. Isso posto, visamos tambÃm comparar os efeitos da variaÃÃo da diluiÃÃo especificamente na metodologia TitulaÃÃo AmperomÃtrica. Para a metodologia de anÃlise, utilizamos o teste F, para analisar a precisÃo; o teste de ponto de HipÃtese, para analisar a exatidÃo entre as metodologias e a possÃvel existÃncia de tendÃncia entre elas; o teste T, para analisar a existÃncia de erros sistemÃticos entre as metodologias; o teste ANOVA one-way, para determinar os efeitos de diluiÃÃo na TitulaÃÃo AmperomÃtrica. A comparaÃÃo realizada nos permite concluir que a metodologia LGB nÃo apresentou variÃncia de repetibilidade e precisÃo intermediÃria pior que a apresentada na metodologia EPA 327.0 e na metodologia TitulaÃÃo AmperomÃtrica no nÃvel de confianÃa de 95%, apesar da dispersÃo em relaÃÃo à mÃdia e à mediana. / Considering that in Brazil the use of chlorine dioxide in water treatment is still not adopted due to both its high cost and difficulty of its quantification, we intend to compare three methods used to quantify this product. We chose the methodology LGB (not referenced) and compared with the EPA method 327.0 (Environmental Protection Agency () and amperometric titration (referenced), both analyzed under the same dilution. With that in mind, we aim to also compare the effects of varying the dilution specifically the methodology amperometric titration. for the analysis methodology, we use the F test to determine the accuracy, the test point hypothesis, to determine the accuracy of the methodologies and the possible existence of a tendency among them, the t test to analyze the existence of systematic errors among methods, the one-way ANOVA test to analyze the effects of dilution in the amperometric titration. The comparison allowed us to conclude that the methodology did not provide LGB variance of repeatability and intermediate precision worse than the one presented in the methodology EPA method 327.0 and the amperometric titration level of 95%, despite the dispersion from the mean and median.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao ROMARIO CARDOSO LEAL.pdf: 798979 bytes, checksum: e76a848f0d3248e1d3991a88a96c4edf (MD5) Previous issue date: 2014-07-10 / FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA E AO DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLÓGICO DO MARANHÃO / A biossensor was developed for determination of triglycerides in biodiesel. The biossensor was prepared by immobilizing peroxidase obtained from a crude extract of zucchini on carbon paste. Studies was realized with intention to optimization experimental condition, including, graphite:mineral oil ratio, concentration of immobilized enzymes and stability for the biosensor and pH studies, working potential and concentration of the mediator to bulk solution. The best ratio found was 75:25 graphite:mineral oil and 212 U.mLˉ¹ to biosensor. The best response wasobserved at pH 6.5, working potential -0.075 V and 272.4 μmol/L of mediator hydroquinone. The sample was prepared by extracting biodiesel present in the sample in a mixture of 0.8 mL of absolute ethanol, 0.8 ml of distilled water and 1.6 ml of heptane and triglyceride after separation of the phases, an aliquot of 1 ml of enzyme reagent was added to an aliquot of 0.3 ml of the organic phase for the conversion of the triglyceride to hydrogen peroxide. The hydrogen peroxide formed was extracted using 6 mL of phosphate buffer 0.1 mol Lˉ¹ pH 6.5 and 9 ml of chloroform. Then, the mediator hydroquinone was added to the solution and measured the concentration of hydrogen peroxide present in the sample in triplicate. The analytical curves showed good linearity in the range up to 281 mmol.Lˉ¹ with a coefficient of linearity (r) = 0.998. The biosensor showed to be very sensitive to the analyte with the values for the limit of detection and quantification 1.98 x10ˉ⁹ mol Lˉ¹ and 5.93 x10ˉ⁹ mol Lˉ¹ respectively. / Um biossensor foi desenvolvido para a determinação de triglicerídeos em biodiesel. O biossensor foi preparado através da imobilização de peroxidase obtida de um extrato bruto de abobrinha em pasta de carbono. Foram realizados estudos visando otimizar as condições experimentais, dentre eles, proporção grafite:óleo mineral, concentração de enzimas imobilizadas e estabilidade para o biossensor e estudos de pH, potencial de trabalho e concentração do mediador para o meio. Para o biossensor a melhor proporção encontrada foram 75:25 grafite:óleo mineral e 212 U.mLˉ¹. A melhor resposta do biossensor foi observada em pH 6,5, no potencial de trabalho -0,075 V e 272,4 μmol/L do mediador hidroquinona. A amostra foi preparada através da extração do triglicerídeo presente na amostra biodiesel em uma mistura de 0,8 mL de etanol absoluto, 0,8 mL de água destilada e 1,6 mL de heptano e após a separação das fases, uma alíquota de 1 mL do reativo enzimático foi adicionado em uma alíquota de 0,3 mL da fase orgânica para a conversão do triglicerídeo em peróxido de hidrogênio. O peróxido de hidrogênio formado foi extraído usando 6 mL de solução de tampão fosfato 0,1 mol.Lˉ¹ pH 6,5 e 9 mL de clorofórmio. Em seguida, o mediador hidroquinona foi adicionado à solução e medido a concentração de peróxido de hidrogênio presente na amostra em triplicata. A curva analítica construída apresentou boa linearidade no intervalo de concentração até 281 mmol.Lˉ¹ com coeficiente de linearidade (r) = 0,997. O biossensor mostrou-se bastante sensível ao analito com os valores para o limite de detecção e quantificação 1,98 x10ˉ⁹ mol.Lˉ¹ e 5,93x10ˉ⁹ mol.Lˉ¹ respectivamente.

Orientador: Lauro Tatsuo Kubota / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-24T12:03:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santhiago_Murilo_D.pdf: 3375339 bytes, checksum: 5d945dd23cfef732a3e3d083685bedc0 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste trabalho descreve-se a construção e aplicação de dispositivos analíticos 2D e 3D à base de papel com detecção eletroquímica (ePAD). Os dispositivos foram construídos empregando o método de impressão com cera e diferentes tipos de papéis. Eletrodos de ouro foram utilizados juntamente com o conceito da separação cromatográfica em dispositivos microfluídicos. No canal microfluídico à base de papel foi possível realizar a separação de ácido ascórbico e dopamina em 14 minutos. A necessidade por processos de fabricação mais simples e de baixo custo nos motivou a estudar eletrodos de carbono em ePADs. Assim, eletrodos de grafite de lapiseira foram selecionados visando o desenvolvimento de um biossensor para glicose. O biossensor apresentou uma excelente resposta eletroquímica e um tempo de análise de 4 minutos. O mesmo eletrodo de grafite foi acoplado com um sistema de informação para determinação de p-nitrofenol. Assim, foi possível detectar 1,0 mmol L de p-nitrofenol em amostras de água e analisar/interpretar os resultados empregando um celular. Por fim, a necessidade por sistemas eletroquímicos com menores limites de detecção nos impulsionou a fabricar microeletrodos de pasta de carbono. Os microeletrodos foram fabricados em folhas de transparência e acoplados no papel empregando uma configuração do tipo sanduíche. Os dispositivos foram caracterizados eletroquimicamente na presença de cisteína e apresentaram uma constante cinética de 10 L mol s. Um limite de detecção de 4,8 mmol L para cisteína foi obtido empregando um arranjo de microeletrodos. Por fim, os microeletrodos de pasta de carbono foram utilizados para a construção de um biossensor visando a determinação de metil paration. O ePAD foi construído de modo a acomodar o substrato (acetiltiocolina) e a enzima (acetilcolinesterase) no mesmo dispositivo / Abstract: This thesis describes the construction and application of 2D and 3D electrochemical paper-based analytical devices (ePADs). The devices were constructed using the wax printing method and different types of papers. Gold electrodes were employed along with the concept of chromatographic separation in microfluidic devices. By using the paper-based microfluidic channel it was possible to perform the separation of ascorbic acid and dopamine in 14 minutes. The need for simpler and low cost manufacturing processes motivated us to study carbon electrodes in ePADs. Thus, pencil graphite electrodes were selected for the development of a biosensor for glucose. The biosensor exhibited excellent electrochemical response and analysis time of 4 minutes. The same graphite electrode was coupled to an information system for the determination of p-nitrophenol. Thus, it was possible to detect 1.0 mmol L of p-nitrophenol in water samples and analyze/interpret the results using a smartphone. Finally, the need for electrochemical systems with lower limits of detection made us to search for carbon paste microelectrodes. The microelectrodes were fabricated on transparency sheets and coupled on paper using a sandwich-type configuration. The devices were characterized electrochemically in the presence of cysteine and had a rate constant of 10 L mol s. A detection limit of 4.8 mmol L for cysteine was obtained using an array of microelectrodes. By last, carbon paste microelectrodes were used to construct a biosensor in order to determine methyl parathion. The ePAD was constructed to accommodate the substrate (acetylthiocholine ) and enzyme ( acetylcholinesterase ) in the same device / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Title: Cobalt phthalocyanines as sensors for determination of thiol groups Annotation: The possibility of employment of cobalt phthalocyanine as a material for the modification of HOPG electrode for construction of a sensor for quantification of thiol groups was studied. Thiol groups are occurring in various biologically active substances (sulfur amino acids). The electrochemical behavior of cobalt tetraneopentoxy-phthalocyanine (CoTNPc) in the water/organic phase system was studied, and individual peaks of cyclic voltammogram of the compound were identified. The electrodeposition of CoTNPc on HOPG electrode was found as a suitable method for construction of the sensor for quantification of thiol groups. The reproducibility of fabrication of the sensor and its time-stability was studied. The calibration dependencies for model analytes (cysteine hydrochloride and homocysteine) were measured. Key words: thiols, phthalocyanines, amperometric sensor, cyclic voltammetry