Orientadores: Graciliano de Oliveira Neto, Matthieu Tubino / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T23:54:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_JoaoRoberto_D.pdf: 3252573 bytes, checksum: 31beb37c9573e43497605df909d2bfc6 (MD5) Previous issue date: 1996 / Doutorado

Orientador: Lauro Tatsuo Kubota / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-08T22:44:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kisner_Alexandre_M.pdf: 3973690 bytes, checksum: 2810b47ecfaaac028a1bf271a3fc25a0 (MD5) Previous issue date: 2007 / Conjuntos de transistores de efeito de campo sensíveis a íons (ISFETs) foram desenvolvidos no presente trabalho. Implementou-se durante a fabricação destes uma etapa adicional de anodização que possibilitou a formação de uma fina camada de alumina porosa sobre suas portas. Esta serviu como dielétrico e também molde para o crescimento de nanocristais de Ag e Au sobre os dispositivos. Os transistores desenvolvidos foram divididos em dois conjuntos, onde as dimensões de porta de cada conjunto foram de 10 x 50 mm e 50 x 50 mm. Utilizando-se um processo simples de anodização, obteve-se sobre a porta dos transistores uma fina camada de alumina de aproximadamente 60 nm de espessura, contendo uma alta densidade de poros (~ 10 poros/cm) com diâmetro médio de 30 + 6 nm e distribuídos de forma regular. A implementação desta possibilitou não só um aumento significativo na área de porta, bem como molde para o crescimento de nanoestruturas de Ag e Au sobre os transistores, atuando assim como nanoeletrodos de porta. Os testes destes como sensores para soluções com diferentes valores de pH, mostraram que os dispositivos apresentam um curto tempo de resposta (t < 30 s) e que as nanoestruturas metálicas são capazes de aumentar a sensibilidade dos dispositivos em relação àqueles formados apenas por alumina. Os primeiros testes para a detecção de moléculas como glutationa, demonstraram que os ISFETs fabricados são capazes de detectar esta, mesmo sendo uma espécie com baixa densidade de carga, em concentrações submicromolares / Arrays of ion-sensitive field effect transistors (ISFETs) were developed in this work. An additional step in the fabrication process was employed to implement a thin film of porous anodic alumina on the gate. This porous layer works as dielectric and template to the vertical growth of Ag and Au nanocrystals on the gate. The produced ISFETs were divided in two groups, which the gate dimensions were 10 x 50 mm and 50 x 50 mm. Using a simple anodizing process, a 60 nm thickness porous anodic alumina was developed on the gate. This porous film presented a high density porosity (~ 10 pores/cm) with an average pore diameter of 30 + 6 nm and a regular distribution on the gate of those ISFETs. This porous film lead to a significant increase in the gate area and also worked as a template to the growth of Ag and Au nanocrystals, which were used as gate nanoelectrodes. The results of such sensors to detect different pH of the solutions showed that the produced ISFETs present a short response time (t < 30 s). Moreover, the presence of such Ag and Au nanostructures increased the sensors sensitivity in comparison to those observed without nanoelectrodes. The first results to detect species such as glutathione, indicated that the ISFETs are even sensitive to detect small charged species in a submicromolar concentration range / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química

Orientador: Lauro Tatsuo Kubota / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T04:12:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_LucileneDornellesMello_D.pdf: 8841041 bytes, checksum: f4618b120bf384d76c695743eb6ce4cc (MD5) Previous issue date: 2005 / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Quimica

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Tesis por compendio / [ES] La tesis doctoral se centra en el desarrollo de un hidrogel sensible a analitos, funcionalizado con sondas de ADN, con estructura difractiva como transductor óptico para aplicaciones de diagnóstico in vitro. El primer capítulo incluye una visión general de los diferentes conceptos relacionados con el biosensado, los desarrollos recientes en el mercado del diagnóstico in vitro y, en particular, los biosensores de ADN. Además, se presenta la síntesis y caracterización de hidrogeles, su papel como matriz de soporte en biosensado y las estrategias de inmovilización. Por último, se explican los conceptos básicos de la holografía como nueva estrategia de detección y el papel de las diferentes redes de difracción en la biosensación. A continuación, en el Capítulo 2, se discuten los objetivos de este proyecto. El objetivo de esta investigación es desarrollar hidrogeles que incorporen sondas de ADN y dotarlas de una estructura difractiva para que actúen como transductores ópticos sin etiquetas. Se consideran dos tipos de estructuras difractivas: redes holográficas de relieve superficial (SRG) y redes de transmisión de volumen (VTG). La fase inicial de este trabajo se centró en la optimización de hidrogeles, ajustando su composición para que actuaran como biosensores holográficos. Se seleccionaron acrilamida y bisacrilamida para la preparación del hidrogel mediante reacción de polimerización por radicales libres. Además, para introducir la respuesta del analito en la red de hidrogeles 3D, hubo que investigar y poner a punto diferentes estrategias de inmovilización de biorreceptores. En el capítulo 3, la estrategia optimizada consiste en incorporar directamente sondas de ADN modificadas con acridita mediante copolimerización con monómeros de acrilamida durante la formación del hidrogel. Los hidrogeles funcionalizados con ADN se caracterizaron mediante imágenes de fluorescencia y se exploró su versatilidad mediante la fabricación de microarrays. Por último, el hidrogel optimizado sensible a los analitos se utilizó como plataforma para la preparación de SRG. El capítulo 4 describe otro enfoque adoptado para la funcionalización del hidrogel con sondas de ADN. Se añadió un comonómero de acrilato de propargilo al hidrogel de acrilamida, con el fin de introducir la presencia de residuos alcínicos y facilitar una mayor incorporación de las sondas de ADN. Las sondas de ADN utilizadas tenían grupos terminales tiol y se incorporaron mediante química de clic tiol-eno/tiol-yo, debido a la presencia de enlaces C-C dobles y triples. Con esta estrategia, se demostraron dos enfoques de inmovilización de sondas de ADN: durante y después de la síntesis del hidrogel. Los resultados preliminares mostraron que los SRGs tienen potencial para detectar directamente la hibridación de oligonucleótidos en un formato libre de etiquetas. En el capítulo 5, se optimizó el proceso de grabación de VTGs no inclinados en capas de hidrogel para mejorar el rendimiento del transductor. Tras una cuidadosa evaluación de los parámetros de grabación holográfica, las composiciones de las soluciones de incubación y los tiempos de incubación, las estructuras VTG se grabaron con una buena reproducibilidad, logrando una excelente eficiencia de difracción. Además, se estudió su estabilidad en agua para bioensayos. Por último, se observó que los VTG, modificados con oligonucleótidos, respondían selectivamente hibridándose sólo con la diana complementaria, a la vez que conservaban sus propiedades de difracción. El trabajo de investigación demostró la viabilidad de utilizar redes difractivas en capas de hidrogel como biosensores libres de etiquetas, capaces de detectar sondas de ADN, complementarias a la secuencia inmovilizada, en un medio acuoso. Por último, en el capítulo 6, se analizan comparativamente el rendimiento y la aplicabilidad de los distintos enfoques estudiados y se discuten las perspectivas futuras de los hidrogeles de ácidos nucleicos para la detección holográfica. / [CA] La tesi doctoral se centra en el desenvolupament d'un hidrogel sensible a anàlits, funcionalitzat amb sondes d'ADN, amb estructura difractiva com a transductor òptic per a aplicacions de diagnòstic in vitro. El primer capítol inclou una visió general dels diferents conceptes relacionats amb el biosensado, els desenvolupaments recents en el mercat del diagnòstic in vitro i, en particular, els biosensores d'ADN. A més, es presenta la síntesi i caracterització d'hidrogels, el seu paper com a matriu de suport en biosensado i les estratègies d'immobilització. Finalment, s'expliquen els conceptes bàsics de l'holografia com a nova estratègia de detecció i el paper de les diferents xarxes de difracció en la biosensación. A continuació, en el Capítol 2, es discuteixen els objectius d'este projecte. L'objectiu d'esta investigació és desenvolupar hidrogels que incorporen sondes d'ADN i dotar-les d'una estructura difractiva perquè actuen com a transductors òptics sense etiquetes. Es consideren dos tipus d'estructures difractivas: xarxes hologràfiques de relleu superficial (SRG) i xarxes de transmissió de volum (VTG). La fase inicial d'este treball es va centrar en l'optimització d'hidrogels, ajustant la seua composició perquè actuaren com biosensores hologràfics. Es van seleccionar acrilamida I bisacrilamida per a la preparació de l'hidrogel mitjançant reacció de polimerització per radicals lliures. A més, per a introduir la resposta de l'anàlit en la xarxa d'hidrogels 3D, va caldre investigar i posar a punt diferents estratègies d'immobilització de biorreceptores. En el capítol 3, l'estratègia optimitzada consisteix a incorporar directament sondes d'ADN modificades amb acridita mitjançant copolimerización amb monòmers d'acrilamida durant la formació de l'hidrogel. Els hidrogels funcionalitzats amb ADN es van caracteritzar mitjançant imatges de fluorescència i es va explorar la seua versatilitat mitjançant la fabricació de bioxips. Finalment, l'hidrogel optimitzat sensible als anàlits es va utilitzar com a plataforma per a la preparació de SRG. El capítol 4 descriu un altre enfocament adoptat per a la funcionalització de l'hidrogel amb sondes d'ADN. Es va afegir un comonómero de acrilato de propargilo a l'hidrogel d'acrilamida, amb la finalitat d'introduir la presència de residus alcínicos i facilitar una major incorporació de les sondes d'ADN. Les sondes d'ADN utilitzades tenien grups terminals tiol i es van incorporar mitjançant química de clic tiol-eno/tiol-ino, a causa de la presència d'enllaços C-C dobles i triples. Amb esta estratègia, es van demostrar dos enfocaments d'immobilització de sondes d'ADN: durant i després de la síntesi de l'hidrogel. Els resultats preliminars van mostrar que els SRGs tenen potencial per a detectar directament la hibridació de oligonucleótidos en un format lliure d'etiquetes. En el capítol 5, es va optimitzar el procés de gravació de VTGs no inclinats en capes d'hidrogel per a millorar el rendiment del transductor. Després d'una acurada avaluació dels paràmetres de gravació hologràfica, les composicions de les solucions d'incubació i els temps d'incubació, les estructures VTG es van gravar amb una bona reproducibilidad, aconseguint una excel·lent eficiència de difracció. A més, es va estudiar la seua estabilitat en aigua per a bioensayos. Finalment, es va observar que els VTG, modificats amb oligonucleótidos, responien selectivament hibridant-se només amb la diana complementària, alhora que conservaven les seues propietats de difracció. El treball de recerca va demostrar la viabilitat d'utilitzar xarxes difractivas en capes d'hidrogel com biosensores lliures d'etiquetes, capaces de detectar sondes d'ADN, complementàries a la seqüència immobilitzada, en un medi aquós. Finalment, en el capítol 6, s'analitzen comparativament el rendiment i l'aplicabilitat dels diferents enfocaments estudiats i es discuteixen les perspectives futures dels hidrogels d'àcids nucleics per a la detecció hologràfica. / [EN] The PhD thesis focuses on the development of an analyte-sensitive hydrogel, functionalised with DNA probes, with a diffractive structure as an optical transducer for in vitro diagnostic applications. The first chapter includes an overview of the different concepts related to biosensing, recent developments in the in vitro diagnostics market and, in particular, DNA biosensors. Furthermore, the synthesis and characterisation of hydrogels, their role as a support matrix in biosensing and immobilisation strategies are presented. Finally, the basic concepts of holography as a new detection strategy and the role of different diffraction gratings in biosensing are explained. Then, in Chapter 2, the objectives of this project are discussed. The aim of this research is to develop hydrogels that incorporate DNA probes and provide them with a diffractive structure to act as label-free optical transducers. Two types of diffractive structures are considered: surface-relief holographic gratings (SRGs) and volume transmission gratings (VTGs). The initial phase of this work focused on the optimisation of hydrogels, adjusting their composition to act as holographic biosensors. Acrylamide and bisacrylamide were selected for hydrogel preparation by free radical polymerisation reaction. Furthermore, in order to introduce the analyte response into the 3D hydrogel network, different bioreceptor immobilisation strategies had to be investigated and fine-tuned. In chapter 3, the optimised strategy is to directly incorporate acridite-modified DNA probes by copolymerisation with acrylamide monomers during hydrogel formation. The DNA-functionalised hydrogels were characterised by fluorescence imaging and their versatility was explored by microarray fabrication. Finally, the optimised analyte-responsive hydrogel was used as a platform for SRG preparation. Chapter 4 describes another approach adopted for functionalisation of the hydrogel with DNA probes. A propargyl acrylate comonomer was added to the acrylamide hydrogel in order to introduce the presence of alkyl residues and facilitate further incorporation of the DNA probes. The DNA probes used had thiol end-groups and were incorporated by thiol-ene/thiol-yo click chemistry, due to the presence of double and triple C-C bonds. With this strategy, two approaches to DNA probe immobilisation were demonstrated: during and after hydrogel synthesis. Preliminary results showed that SRGs have the potential to directly detect oligonucleotide hybridisation in a label-free format. In chapter 5, the recording process of unslanted VTGs in hydrogel layers was optimised to improve transducer performance. After careful evaluation of holographic recording parameters, incubation solution compositions and incubation times, the VTG structures were recorded with good reproducibility, achieving excellent diffraction efficiency. In addition, their stability in water for bioassays was studied. Finally, oligonucleotide-modified VTGs were found to respond selectively by hybridising only to the complementary target, while retaining their diffraction properties. The research work demonstrated the feasibility of using diffractive networks in hydrogel layers as label-free biosensors, capable of detecting DNA probes, complementary to the immobilised sequence, in an aqueous medium. Finally, in chapter 6, the performance and applicability of the different approaches studied are comparatively analysed and future prospects of nucleic acid hydrogels for holographic detection are discussed. / I would like to acknowledge the government of Valencia to for the PhD fellowship “Santiago Grisolia” and the BEFPI/2022 grant for a 4-months doctoral stay and also the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness MINECO (ADBIHOL national project) for their financial support. / Zezza, P. (2023). Holographic biosensors made of DNA-functionalised hydrogels for in vitro diagnostic [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/202597 / Compendio

La tecnología de biosensores ha experimentado un notable avance en los últimos años, debido fundamentalmente al desarrollo de dispositivos aplicados al área de biomedicina. Estas tecnologías, en avanzado estado de madurez, han ido transfiriéndose paulatinamente de forma horizontal a otros sectores como el medioambiental, y de forma más incipiente al agroalimentario. En el presente trabajo se describe el desarrollo y caracterización de diferentes biosensores enzimáticos miniaturizados para su aplicación en la industria vitivinícola. En la construcción de sistemas integrados cobran especial relevancia las técnicas fotolitográficas ("thin film") y serigráficas ("thick film"). Así, el trabajo que aqui se presenta cuenta entre sus objetivos con el diseño, la producción y la caracterización de transductores miniaturizados, para lo que se recurrirá a estas tecnologías de microfabricación que proporcionan dispositivos de reducido tamaño y una alta reproducibilidad. Una vez descrita la fase de fabricación de los sensores, en los capítulos siguientes se describe su utilización para la fabricación de biosensores enzimáticos altamente selectivos a glucosa y etanol, de gran interés en la industria vitivinícola. La inmovilización enzimática es probablemente la etapa más influyente en el desarrollo de biosensores. En este caso, los enzimas, alcohol oxidasa, glucosa oxidasa y peroxidasa fueron inmovilizadas mediante dos técnicas diferentes. La primera, atrapando los enzimas en un polimero conductor (polipirrol) y el segundo método, atrapandolos mediante entrecruzamiento ("cross linking"). La caracterización de estos biosensores se llevó a cabo mediante estudios de repetibilidad, reproducibilidad, límite de detección, etc., bajo las condiciones óptimas. Los principales parámetros que influyen en la respuesta del dispositivo fueron optimizados mediante la metodología del diseño de experimentos. Finalmente, se comprobó la viabilidad estos dispositivos puestos a punto mediante su aplicación en muestras de mostos y vinos. / Biosensing technology has undergone a great progress in the last years, due to the application of biosensors to biomedical industry. These technologies are been applied to others industrial sectors such environmental industry and, especially, alimentary industry. The present work explains the development and characterization of different miniaturized enzymatic biosensors to the application into winery industry. The main techniques to fabricate amperometric micro-transducers are thin and thick film. One of the main objectives of this work are the design, fabrication and characterization of miniaturized transducers. These devices were fabricated by thin and thick film technology. Devices with small size and high reproducibility could be achieved thought both thin and thick film technologies. Once the fabrication and characterization of these devices have been described, in the following chapters the development of several enzymatic biosensors to determine glucose and ethanol, which are important parameters in winery industry, were detailed. The enzymatic immobilization is probably the stage more influential in the development of biosensors. In this case, the enzymes, alcohol oxidase, glucose oxidase and horse radish peroxidase, were immobilized by two different techniques, entrapment into conductor polymer (polypyrrole) and immobilized by cross-linking. The characterization of these biosensors was carried out by the studies of repeatability, reproducibility, limit of detection, etc, under the optimum conditions. The main variables were optimized by the experimental design methodology. Finally, these devices were applied to the determination in real samples, both wine and grape juice.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T22:24:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290634.pdf: 1887279 bytes, checksum: 38dbb1993715ad8a7209ea8375585349 (MD5) / A presente tese descreve o desenvolvimento de novos biossensores para aplicação na determinação de luteolina em amostras de chá de camomila e quercetina em formulação farmacêutica manipulada e suco de maçã, empregando a técnica de voltametria de onda quadrada. Inicialmente, dois biossensores contendo nanopartículas de prata ou ouro dispersas em líquido iônico hexafluorofosfato de 1-n-butil-3- metilimidazólio (Ag- ou Au-BMI.PF6) e lacase (Aspergillus oryzae) imobilizada em quitosana quimicamente modificada com cloreto cianúrico foram desenvolvidos. Esta enzima catalisa a oxidação da luteolina a sua correspondente o-quinona, a qual é reduzida eletroquimicamente na superfície do eletrodo a um potencial de 0,35 V versus Ag/AgCl. Sob condições previamente otimizadas, foram construídas as curvas analíticas para cada biossensor a partir da corrente resultante versus concentração de luteolina, apresentando linearidade em um intervalo de 9,9x10-8 a 5,8x10-6 mol L-1, com limites de detecção de 5,3x10-8 (Ag-biossensor) e 2,8x10-8 mol L-1 (Au-biossensor). A recuperação de luteolina nas amostras de chá variou de 90,0 a 105,1%. Esses biossensores demonstraram elevada sensibilidade de calibração, excelente seletividade, boa reprodutibilidade e estabilidade, e representam uma alternativa viável para determinação desta flavona. Na segunda parte desse estudo, um biossensor contendo nanopartículas de prata dispersas em líquido iônico bis(trifluorometanosulfonil)imidato de 1-n-butil-3-metilimidazólio (Ag-BMI.N(Tf)2) e lacase imobilizada em ß-ciclodextrina modificada com epicloridrina foi construído. A lacase catalisa a oxidação da quercetina a sua o-quinona, que é reduzida na superfície do biossensor a um potencial de 0,29 V. Este biossensor mostrou linearidade em um intervalo de 1,0x10-7 a 6,5x10-6 mol L-1 e um baixo limite de detecção (3,9x10-8 mol L-1). Além disso, forneceu excelentes resultados quanto à repetibilidade, reprodutibilidade, seletividade, estabilidade e recuperação, e também demonstrou ser apropriado para determinação de quercetina em amostra farmacêutica e suco de maçã (obtido da fruta fresca). / This present thesis describes the development of novel biosensors for application in the luteolin determination in chamomile tea samples and quercetin in manipulated pharmaceutical formulation and apple juice, using square-wave voltammetry. Initially, two biosensors containing silver or gold nanoparticles dispersed in ionic liquid 1-n-butyl-3-methylimidazolium hexafluoropho sphate and laccase (Aspergillus oryzae) immobilized in chitosan chemically modified with cyanuric chloride were developed. This enzyme catalyzes the oxidation of luteolin to its corresponding oquinone, which is electrochemically reduced on the surface electrode at a potential of 0.35 V versus Ag/AgCl. Under optimized conditions, the analytical curves for the biosensors were built from the resulting current versus luteolin concentration, presenting linearly in a range of 9.9x10.8 to 5.8x10.6 mol L.1, with detection limits of 5.3x10.8 (Ag-biosensor) and 2.8x10.8 mol L.1 (Au-biossensor). The recovery for luteolin in tea samples ranged of 90.0 to 105.1%. These biosensors demonstrated high calibration sensitivity, excellent selectivity, good reproducibility and stability, and represent a viable alternative for determination of this flavone. In the second part of this study, a biosensor containing silver nanoparticles in ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (Ag-BMI.N(Tf)2) and laccase immobilized on â-cyclodextrin modified with epichlorohydrin was constructed. Laccase catalyzes the oxidation of quercetin to its oquinone, which is reduced on the biosensor surface at a potential of 0.29 V. This biossensor showed linearity in a range of 1.0x10.7 to 6.5x10.6 mol L.1 and a low detention limit of 3.9x10.8 mol L-1. Moreover, it supplied excellent results for repeatability, reproducibility, selectivity, stability and recovery, and also demonstrated to be suitable for quercetin determination in pharmaceutical formulation and apple juice (obtained of the fresh fruit).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-graduação em Química / Made available in DSpace on 2012-10-26T10:22:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 303734.pdf: 1444897 bytes, checksum: e0393961fa525c701e9ca3d37a6614a0 (MD5) / Neste trabalho foi desenvolvido um sensor bioinspirado utilizando o surfactante 3-(1-tetradecil-3-imidazólio)propanosulfonato contendo nanopartículas de paládio dispersas (Pd-(ImS3-14)) juntamente com o complexo [FeIIICuII(BPBPMP)(OAc)2]ClO4. O sensor foi construído sobre a superfície de um eletrodo de carbono vítreo (GCE) pela deposição de um filme do surfactante Pd-(ImS3-14) e do complexo. Após otimização, o sensor foi utilizado na determinação de hidroquinona (HQ) e catecol (CC) em amostras de filtros de cigarros fumados usando a voltametria de onda quadrada (SWV). O complexo FeIIICuII catalisa a oxidação de HQ e CC as suas respectivas quinonas, cuja redução eletroquímica ocorre em potencial de #0,15 e +0,05 V vs. Ag/AgCl, respectivamente. As melhores condições experimentais do sensor foram obtidas utilizando tampão fosfato pH 7,0, 1,5 nmol de Pd-(ImS3-14), 1,3 nmol do complexo FeIIICuII e parâmetros da SWV: frequência de 100 Hz, amplitude de pulso de 40 mV e incremento de 8 mV. Foram obtidas diferentes curvas de calibração para HQ e CC, construídas a partir da corrente resultante versus concentração de HQ e CC. As curvas obtidas para HQ e CC individualmente, apresentaram uma faixa linear de concentração de 4,99x10-7 a 18,51x10-6 mol L-1. A curva de calibração para HQ e CC obtida simultaneamente apresentou linearidade para ambos os substratos na faixa de 9,90x10-7 a 9,09x10-6 mol L-1. A curva obtida para CC na presença de uma concentração fixa de HQ (3,85x10-6 mol L-1) foi linear na faixa de 9,90x10-7 a 7,41x10-6 mol L-1, e a curva obtida para HQ com uma concentração fixa de CC (3,85x10-6 mol L-1) foi linear na faixa de 9,90x10-7 a 7,4 x10-6 mol L-1. / In this work, a bioinspired sensor using the surfactant 3-(1-tetradecyl-3-imidazolio)propanesulfonate containing the dispersed palladium anoparticles (Pd-(ImS3-14)) together with the complex [FeIIICuII(BPBPMP)(OAc)2]ClO4 was developed. The sensor is built on a surface of glassy carbon electrode (GCE) by Pd-(ImS3-14) surfactant and complex film depositing. After optimizing the sensor was used in the determination of hydroquinone (HQ) and catechol (CC) in samples of smoked cigarette filters by square wave voltammetry (SWV). The FeIIICuII complex catalyzes the HQ and CC oxidation to their respective quinone, whose electrochemical reduction occurs at potential of #0.15 and +0.05 V vs. Ag/AgCl, respectively. Optimum conditions of the sensor were obtained using phosphate buffer pH 7.0, 1.5 nmol of Pd-(ImS3-14), 1.3 nmol of the FeIIICuII complex, SWV parameters: frequency of 100 Hz, pulse amplitude of 40 mV and 8 mV increment. Different calibration curves for HQ and CC were constructed from the resulting current versus the HQ and CC concentrations. The curves obtained for HQ and CC individually, showed a linear concentration range of 4.99x10-7 to 18.51x10-6 mol L-1. The calibration curve obtained for HQ and CC simultaneously, showed linear for both substrates in the range of 9.90x10-7 to 9.09x10-6 mol L-1. The curve obtained for CC in the presence of a HQ fixed concentration (3.85x10-6 mol L-1) was linear in the range of 9.90x10-7 to 7.41x10-6 mol L-1, and the curve obtained for HQ with a CC fixed concentration (3.85x10-6 mol L-1) was linear in the range of 9.90x10-7 to 7.4x10-6 mol L-1.

Orientador: Lauro Tatsuo Kubota / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-10T12:02:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mendes_RenataKelly_D.pdf: 1152307 bytes, checksum: c6e7b97417285a7bb4d70d28ba880353 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho foram investigados diferentes métodos de imobilização da enzima HRP empregando como matrizes as monocamadas auto-organizadas formadas sobre eletrodos de ouro, bem como a avaliação da influência do processo de imobilização do elemento biológico no desempenho analítico do biossensor. Para isso. as monocamadas utilizadas foram formadas por meio de tióis com diferentes estruturas, tamanho de suas cadeias carbônicas e grupos terminais. Foi possível constatar que o tamanho da cadeia carbônica de um tioI influencia especialmente no empacotamento da monocamada e, conseqüentemente, na eficácia da imobilização das biomoléculas. Pelos estudos realizados visando a caracterização das SAM sobre a superfície eletródica foi possível verificar que os tióis que possuem em sua cadeia um número menor de carbonos (< 9) tendem a formar monocamadas com uma quantidade considerável de defeitos na superfície do ouro, o que leva a um recobrimento mais baixo. No entanto, os tióis que contém um número mais elevado de carbonos na cadeia apresentam um grau de recobrimento mais elevado e, no entanto, não são boas matrizes para biossensores eletroquímicos, pois podem passivar a superfície, diminuindo a transferência de elétrons e, como conseqüência, a sensibilidade do eletrodo. Quanto a imobilização da enzima nos eletrodos de ouro, verificou-se, por diferentes técnicas, que as monocamadas que possuem grupo terminal -NH2 foram aquelas que proporcionaram os melhores resultados, provavelmente devido ao uso do glutaraldeído como ligante no processo de imobilização. Ao analisar adicionalmente o desempenho do biossensor para a determinação de peróxido de hidrogênio, verificou-se que a SAM formada pela cisteamina é a mais adequada para a imobilização da HRP, por propiciar tanto uma melhor eficácia na adsorção enzima quanto uma sensibilidade mais elevada para H2O2 / Abstract: In this work different immobilization procedures of HRP were investigated using as support mIatrices the self-assembled monolayers formed on gold electrodes, as well as the evaluation of the influence of these immobilization processes in the biosensor performance. For this, the used monolayers were prepared by thiols with different structures, carbon chains size and terminal groups. It was possible to have evidence that the thiol carbon chain size influences especially in the coverage monolayer and, consequently, in the efficiency of the biomolecule immobilization. From the studies carried out for the SAM characterization on the electrode surface it was possible to verify that thiols with smaller chain (n<9) trends to form monolayers with a considerable amount of defects on gold surface, that it leads to a lower coverage. However, the thiols with a higher carbon chain present a higher coverage degree, are not being good matrices for electrochemical biosensors, because it can passive the surface, making difficult the electron transfer and, consequently, the electrode sensitivity. In relation to the enzyme immobilization on gold electrodes it was verified, for different techniques, that monolayers that possess -NH2 terminal group provided the best results, probably due to the use of glutharaldeyde as ligant at the immobilization process. Analyzing the biosensor performance for the hydrogen peroxide determination was verified that SAM formed by cysteamine is more adequate for HRP immobilization, because provide the better efficiency in the enzyme immobilization associated to high sensitivity for H2O2 / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Orientador: Graciliano de Oliveira Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T14:56:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Okamoto_Sayuri_M.pdf: 3523584 bytes, checksum: 596d8bebadb1a1b4f3414b56c472f3f0 (MD5) Previous issue date: 1996 / Mestrado