Orientador: Hideko Yamanaka / Banca: Nelson Ramos Stradiotto / Banca: Fernando Luis Fertonani / Banca: Marcos Roberto de Vasconcelos Ianza / Resumo: Os biossensores são dispositivos no qual o material de origem biológica é imobilizado junto a um transdutor, ou seja, um dispositivo que combina a especificidade de um elemento biológico ativo para o analíto de interesse com a sensibilidade de um transdutor para converter um sinal proporcional à concentração do analíto. Para a construção do biossensor é necessário fixar a biomolécula em um transdutor. Neste trabalho foi utilizado como transdutor um eletrodo de grafite recoberto por um filme polimérico de titânio a partir de uma suspensão. A modificação do eletrodo de trabalho (grafite de lapiseira 0,9 mm) foi efetuada empregando o método dip-coating em 5 diferentes marcas de grafites comerciais. Para os testes foram utilizados grafites na ausência e presença do filme de titânio e outros eletrodos com a enzima imobilizada por oclusão ou por adsorção. As voltametrias cíclicas foram efetuada em uma célula contendo 10 mL de solução tampão Br com o sistema H2O2/I- como eletrólito. Nos testes envolvendo somente os eletrodos com filme, observa-se a formação de um pico de oxidação no potencial de -0,8V (Pico 4). A resposta encontrada nas voltametrias deve-se a oxidação do H2 produzido pela redução. O biossensor foi construído através do método de adsorção, onde observado um pico referente à catálise enzimática em torno de -0,75 V (Pico 12). Portanto, neste presente trabalho, foi observado a construção de um biossensor com a modificação de sua superfície sem a necessidade de calcinação e com a observação da imobilização eficiente, observada através da catálise enzimática medida. / Mestre

Orientador: Maria Del Pilar Taboada Sotomayor / Banca: Olga Maria Mascarenhas de Faria Oliveira / Banca: Antonio Aparecido Pupim Ferreira / Banca: Cesar Ricardo Teixeira Tarley / Banca: Rosa Amalia Fireman Dutra / Resumo: O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de biossensor baseado em extrato de açaí e sensor biomimético baseado em polímeros de impressão molecular, para a determinação eletroquímica da hexazinona-HXZ (3-ciclohexila-6-(dimetilamino)-1-metil-1,3,5-triazina-2,4(1H,3H)-diona) empregando eletrodos de pasta de carbono e de ouro. O sensor biomimético à base de pasta de carbono foi construído usando polímeros biomiméticos, MIPs (Moleculary Imprinted Polymer). As sínteses dos MIPs e dos respectivos polímeros de controle NIPs, foram realizadas pelos métodos de bulk e de precipitação. O comportamento eletroquímico do sensor biomimético foi estudado por voltametria cíclica e a quantificação da hexazinona foi realizada utilizando voltametria adsortiva de pulso diferencial com redissolução catódica (DPAdCSV). Sob estas condições, obteve-se uma faixa de resposta para HXZ, entre 2,0 x 10-11 e 1,1 x 10-10 mol L-1, e um limite de detecção de 5,8 x 10-12 mol L-1, o sensor biomimetico foi aplicado para a determinação de hexazinona em agua utilizada em uma plantação de cana de açucar, obtendo-se uma recuperação de 98%. No biossensor, a base do extrato de açaí usou-se um eletrodo de ouro cuja superfície foi modificada com monocamadas auto-arranjadas (SAM) de cistamina sobre a qual foi imobilizada a enzima peroxidase extraída da polpa de açaí (Euterpe oleracea). A voltametria de onda quadrada foi a técnica utilizada na otimização e quantificação do herbicida, obtendo-se uma resposta para HXZ de 2,0 x 10-5 até 1,1, x 10-4 mol L-1 e limite de detecção de 6,6 x 10-6 mol L-1. Os resultados obtidos mostram que os sensores propostos são promissores para a quantificação da hexazinona. / Abstract: The present work describe the development of electrochemical biosensors and biomimetec sensor for the determination of hexazinone-HXZ (3-ciclohexyl-6- (dimethylamino)-1-methyl-1,3,5-triazine-2,4(1H,3H)-dione) employing carbon paste and gold electrodes. The biomimetic sensor based on carbon paste was prepared using molecularly imprinted polymers (MIPs). The syntheses of MIPs and the respective control polymers, NIPs, were performed by bulk and precipitation methods. The electrochemical behavior of biomimetic sensor was studied by cyclic voltammetry and the quantification of hexazinone was performed using differential pulse adsorptive cathodic stripping voltammetry (DPAdCSV). Under these conditions response range was obtained for HXZ between 2.0 x 10-11 e 1.1 x 10-10 mol L-1 and detection limit of 5.8 x 10-12 mol L-1. the biomimetic sensor was applied to real samples of a sugar plantation, the recovery was 98% The In the second sensor gold electrode was used whose surface was modified with self-assembled monolayers (SAM) of cystamine on which was immobilized peroxidase enzyme extracted from the pulp of Açai (Euterpe oleracea). The square wave voltammetry technique was used in the optimization and quantification of the herbicide having response for HXZ 2.0 x 10-5 up to 1.1 x 10-4 mol L-1 and detection limit of 6.6 μmol L-1. The results obtained show that the proposed sensors are promising for the quantification of this pesticide. / Doutor

Orientador: Valber de Albuquerque Pedrosa / Resumo: Doenças tropicais são aquelas causadas por agentes infecciosos ou parasitas e consideradas endêmicas em populações na sua maioria de baixa renda, residente em países tropicais e subtropicais. Dentre essas doenças temos a dengue, que acomete milhares de pessoas levando a mortes todos os anos. A dengue é transmitida através da picada do mosquito contaminado e a movimentação populacional a torna de fácil disseminação em todo o território nacional. Atualmente, os exames para diagnóstico desta doença são realizados em laboratórios, principalmente testes sorológicos. Porém, esta metodologia apresenta como limitação o custo elevado além dos resultados levarem dias para que fiquem prontos. Por isso, se faz necessário o desenvolvimento de uma nova metodologia confiável e de baixo custo para um rápido diagnóstico. Atualmente, nanobiossensores vem se destacando como uma ferramenta analítica que pode identificar a presença de patógenos utilizando como base nanoestruturas. Logo, o objetivo do presente projeto foi desenvolver e padronizar uma nova metodologia para o diagnóstico rápido e eficaz do vírus da dengue, utilizando diferentes nanoestruturas modificadas com a deposição de anticorpos específicos e aptâmeros. As metodologias foram comparadas mediante as técnicas de ressonância plasmônica de superfície localizada, ressonância plasmônica de superfície, microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia de impedância eletroquímica, espalhamento dinâmico de luz e análise do software I... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Tropical diseases are those caused by infectious agents or parasites and are considered endemic in mostly low-income populations residing in tropical and subtropical countries. Among these diseases we have the dengue that causes thousands of deaths each year. Dengue is transmitted through the bite of the contaminated mosquito and the population movement makes it easily spread throughout the national territory. Currently, the diagnostic test of this disease is performed in laboratories, being serological tests. However this methodology presents as a limitation the higher cost and the delay for the result come out. Therefore, it is necessary to develop a new, reliable and low-cost methodology for rapid diagnosis. Nowadays, nanobiosensors have been highlighted with analytical tool that can identify the presence of pathogens using as base nanostructures. The objective of the present project was to develop and standardize a new methodology for a fast and effective diagnosis of dengue virus using using different nanostructures modified with the deposition of specific antibodies and aptamers. The methodology was compared by localized surface plasmon resonance, surface plasmon resonance, transmission electron microscopy, electrochemical impedance spectroscopy, dynamic light scattering techniques and ImageJ software analysis. The results obtained with the techniques presented some advantages over the traditional methods of detection, such as fast analysis and low cost, showing to be h... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:40:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7017_1.pdf: 8557814 bytes, checksum: f273241c889420c477620777fb04415b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / O desenvolvimento de sensores baseados em oscilações de plásmons de superfície (PS) em metais, fundamenta-se na alta sensibilidade dessas oscilações à pequenas flutuações nas propriedades ópticas do meio adjacente à superfície metálica. É também possível através da caracterização dessas oscilações determinar propriedades ópticas e espessuras de filmes finos depositados sobre o metal, bem como a topografia da superfície metálica em escala sub-micrométrica. Além dessas aplicações, essa técnica tem sido empregada no desenvolvimento de sensores biológicos capazes de detectar, quantificar e monitorar em tempo real a interação entre moléculas de antígenos e anticorpos nas proximidades de uma superfície metálica. Neste trabalho, foi montado inicialmente um reflectômetro piloto no visível usando um laser de HeNe adaptado para monitoração e caracterização da cinética de reações biológicas em meios aquosos. Com base em resultados publicados na literatura, onde mostrou-se teoricamente que um ganho na sensibilidade da ressonância de plásmons de superfície (RPS) de um fator de 10 poderia ser obtido através da utilização de luz no infravermelho (λ ≈ 1 μm), foi implementado um sistema de monitoração de reações biológicas em tempo real, operando em λ = 0,9751 μm, que permite monitorar um conjunto de 25 células de reação. Com esse sistema foi possível obter as primeiras medidas registradas na literatura de RPS em λ = 0,9751μm e estabelecer a metodologia de utilização do sistema para o desenvolvimento de biosensores de alta sensibilidade

Orientador : Profª. Drª. Maria Rita Sierakowski / Coorientador : Prof. Dr. Rilton Alves de Freitas / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências : Bioquímica. Defesa: Curitiba, 28/04/2017 / Inclui referências: 122-134 / Resumo: Novos materiais desenvolvidos a partir de fontes naturais de origem renovável, biocompatíveis e de baixo custo vêm recebendo atenção da academia e da indústria, e duas fontes promissoras são os cristais de celulose (NC) e as xiloglucanas (XG) de sementes de Tamarindus indica. O objetivo desta tese se baseou no desenvolvimento de materiais suportes a base desses polissacarídeos e, de acordo com as publicações geradas, a tese foi dividida em três partes. Na primeira (1), foi realizada a adsorção de XG em camadas de NC com quatro diferentes graus de sulfatação e de potencial zeta [0% SO3 -, isolado com HCl (? -4,8 mV); 0.42% SO3 -, usando uma mistura de HCl e H2SO4 (? -39,6 mV); e 0,65% SO3 -, usando somente H2SO4 (? -45,6 mV)]. A interação foi investigada através de várias técnicas [isotermas de Langmuir, microscopia de força atômica (AFM), ângulo de contato, espalhamento de luz dinâmico, elipsometria e medidas por microbalança de cristal de quartzo (QCM)]. Os experimentos de adsorção em água e por layer by layer (LbL) sugerem que o maior grau de esterificação na superfície de NC (0,65% SO3 -) prejudica a capacidade máxima de adsorção da XG e cria camadas adsorvidas instáveis. Entretanto, para o grupo 0,42% SO3 - não foi verificada alterações significativas na adsorção da XG além de ter uma maior estabilidade coloidal do que o grupo 0% SO3 - e de formar filmes mais estáveis, com menor rugosidade e espessura. Mas, testes iniciais de formação de filmes de XG com NC submetidos a oxidação com o reagente TEMPO apresentaram delaminação e foram descartados para a etapa de produção de biossensores bidimensionais. Na segunda parte (2), sensores piezoelétricos foram revestidos com filmes de NC e em seguida foi imobilizado anticorpos monoclonais IgG específicos para o antígeno NS1 do vírus da dengue. O revestimento do sensor foi acompanhado por AFM, QCM e QCM-D. O sensor desenvolvido foi capaz de detectar o antígeno NS1 em amostras de soros sanguíneos simulados no intervalo de concentração de 0,01 à 10 ?g.mL-1. O revestimento ainda proporcionou a capacidade de reconhecimento de NS1 através de ambos os equipamentos, QCM-D e QCM, com limites de detecção de 0,1 ?g.mL-1 e 0,32 ?g.mL-1, respectivamente. Na terceira parte (3), na tentativa de baratear o sensor desenvolvido na metodologia do artigo anterior, foi proposta a otimização do procedimento de obtenção de NC. Para isso, foi verificada a influência de prétratamentos mecânicos antes do procedimento de hidrólise da celulose. As amostras foram segregadas em relação ao grau de intensidade do tratamento mecânico, sendo: (a) agitação mecânica, (b) trituração, (c) cisalhamento por 20 passagens por moinho e (d) cisalhamento por 40 passagens por moinho. E foram caracterizadas por reologia, AFM, difração de raios-x e rendimento de NC isolados. De acordo com os resultados obtidos, não foi verificada diferença significativa do pré-tratamento para produção de NC. Assim, sugere-se que não é necessário um pré-tratamento mecânico e, com isso, o custo final da obtenção de NC pode ser diminuído. Palavras-chave: Xiloglucana. Nanocristais de celulose. Biossensores. Dengue. Filmes finos. Proteína NS1 / Abstract: Novel materials developed from renewable and natural sources with biocompatibility and low cost have receiving great attention from academia and industry. Two promises sources are cellulose nanocrystals (NC) and xyloglucan (XG) from Tamarindus indica. seeds. At present thesis, the main goal was the development of support materials based on these two polysaccharides. In according to published papers, this thesis was organised in three sections. The first (1), the adsorption behavior of XG on layers of bacterial cellulose nanocrystals (BCN) with four different sulfate content and zeta potential (?) values [0% SO3 -, using only HCl (? -4.8 mV); 0.42% SO3 -, using a mix of HCl and H2SO4 (? -39.6 mV); and 0.65% SO3 -, using only H2SO4 (? -45.6 mV)] was investigated. The adsorption was evaluated by several techniques (Langmuir isotherms, atomic force microscopy, contact angle, dynamic light scattering, ellipsometry and quartz crystal microbalance measurements). The experiments in water suspension and layer by layer (LbL) suggest that high sulfate substitution on BCN surface (0.65% SO3 -) impairs the original interaction with XG, resulting in lower maximum adsorbed amount (Qmax) of XG on BCN and unstable deposited layers with desorption. Therefore, 0.42% SO3 - did not significantly impair XG adsorption, and the greater colloidal stability than 0% SO3 - resulted in higher XG mass adsorption in water suspension and thin films with lower roughness, thickness and without desorption. However, initial test of XG films with NC subjected to oxidation with the TEMPO reagent presented delamination and were discarded for the production stage of twodimensional biosensors. In the second section (2), piezoelectric sensors were previously coated with thin films of bacterial cellulose nanocrystals (CN) to provide a more sensitive and adapted interface for the attachment of monoclonal immunoglobulin G (IgGNS1) and to favor specific detection of non-structural protein 1 (NS1) of dengue fever. The assembly of the immunochip surface was analyzed by atomic force microscopy (AFM) and the NS1 detection was followed by quartz crystal microbalance with (QCM-D) and without energy dissipation monitoring (QCM). The CN surface was able to immobilize IgGNS1, as confirmed by AFM topography and phase images along with QCM-D. The system was able to detect the NS1 protein in serum simulated in the range of 0.01- 10 ?g.mL-1, by both QCM and QCM-D. The limits of detection of the two devices were 0.1 ?g.mL-1 for QCM-D and 0.32 ?g.mL-1 for QCM. At last (3), in order to optimize and reduce the cost of piezoeletric immunochip, was proposed a study to optimize the hydrolysis procedure. For this, the influence of mechanical pretreatment before the hydrolysis procedure was verified on the pristine cellulose submitted to four different mechanical process: (1) magnetic stirring, (2) blender, and milled by (3) 20 and (4) 40 passages in supermasscolloider mill. All the samples were evaluated according to yield, morphology and size (atomic force microscopy), crystallinity (x-ray diffraction). Not all CNC differed in evaluated characteristics suggesting that, intense mechanical pretreatment are not exclusively required, prior to hydrolysis. Key-words: Xyloglucan. Celulose nanocrystals. Biossensors. Dengue. Thin films. NS1 protein.

Orientador: Valber de Albulquerque Pedrosa / Banca: Paulo dos Santos Roldan / Banca: Margarida Juri Saeki / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista "Julio de Mesquita Filho", Faculdade de Ciências de Bauru / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem carater institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: This project has as main objective the development of nanowires for application in biosensors. Nanomaterials have been highlighted by high sensitivity when applied to biological sensors. As they haver virtually the same dimensions as the molecules that should detect, these nanosensors could revolutionize the diagnoses way are made in medical and biological examinations. Therefores, in this research, we prepared and characterized multithreaded nanowires usind different types of metal and polymer. These nanowires were prepared by electrochemical deposition process and characterized by scanning electron microscopy (SEM). The synthesized nanowires have been changed for the attachment of the enzyme glucose oxidase. Several experimental parameters of biosensor was evaluated as the optimization of pH (at 6), as a function of the peak current obtained from glucose; the enzyme concentration of 0,4 mg ml-1 required to prepare the biosensor; as well as the study of electrochemical potential variation, where it was observed that the ideal is to use potential less than 0,4 V. The analyitcal curve for the determination of glucose showed a slope of 7.95 uA mol-1, with a correlation coefficient of 0.997 and detection limit of the biosensor determined was 3.7 x 10-7 mol L-1. The biosensor showed high selectivity only for detection of glucose and maintained a good response to glucose sensing (85%) in 30 days. Thus, the use of nanowires for the preparation of biosensors becomes and alternative to direct detection of glucose; the enzyme concentration of 0.4 mg ml-1 required to prepare the biosensor; as well as the study of electrochemical potential less than 0.4 V. The analytical curve for the determination o glucose showed a slope of 7.95 uA mol-1, with a correlation coefficient of 0.997 and detection limit of the biosensor... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This project has as main objective the development of nanowires for application in bionsensors. Nanomaterials have been highlighted by high sensitivity when applied to biological sensors. As they have virtually the same dimensions as the molecules that should detect, these nanosensors could revolutioneze the diagnoses way are made in medical and biological examinations. Therefore, in this research, we prepared and characterized multithreaded nanowires using different types of metal and polymer. These nanowires were prepared by electrochemical deposition process and characterized by scanning electron microscopy (SEM). The synthesized nanowires have been changed for the attachment of the enzyme glucose oxidase. Several experimental parameters of biosensor was evaluated as the optimization of pH (at 6), as a function of the peak current obtained from glucose; the enzyme concentration of 0.4 mg ml-1 required to prepare the bionsensor; as well as the study of electrochemical potential variation, where it was observed that the ideal is to use potential less than 0.4 V. The analytical curve for the determination of glucose showed a slope of 7.95 uA mol-1, with a correlation coefficient of 0.997 and detection limit of the biosensor determined was 3.7 x 10-7 mol L-1. The biosensor showed high selectivity only for detection of glucose and maintained a good response to glucose sensing (85%) in 30 days. Thus, the use... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Este trabalho teve como objetivo desenvolver uma metodologia para a produção de biossensores amperométricos enzimáticos a partir da imobilização da enzima em polímeros condutores. Para isto, tiras testes constituídas por três eletrodos foram produzidas a partir da técnica de silk-screen utilizando pastas condutoras de carbono e Ag/AgCl para a formação do eletrodo de trabalho, contra eletrodo e eletrodo de referência. Os polímeros estudados foram nanofibras de polianilina (PAni) e de polianilina dopada com diferentes porcentagens em massa de poliestireno sulfonado (PSS) os quais serviram de suporte para a imobilização da enzima horseradish peroxidase (HRP) na construção de um biossensor amperométrico. A enzima imobilizada nos polímeros foi aplicada sobre o eletrodo de trabalho e a partir daí o biossensor foi estudado. Inicialmente, os polímeros puros foram caracterizados através de espectroscopia de infravermelho (FT-IR), microscopia eletrônica de transmissão (MET), condutividade elétrica e voltametria cíclica. Após a imobilização da HRP nos diferentes polímeros sintetizados, testes colorimétricos foram realizados a fim de estimar a atividade enzimática antes e após a imobilização, bem como a influência do substrato peróxido de hidrogênio nas respostas colorimétricas. O método de imobilização da enzima na matriz polimérica foi avaliado através da lavagem dos sensores com diferentes soluções para desta forma, determinar a quantidade de enzima que ainda permanecia imobilizada após as lavagens. O método de cronoamperometria foi utilizado para caracterizar a resposta elétrica do biossensor a adições sucessivas de peróxido de hidrogênio, determinando assim a sua sensibilidade e tempo de resposta. A amostra de PAni com 20% em massa de PSS mostrou as melhores respostas colorimétricas e amperométricas, apresentando uma resposta linear na faixa de 0,14 a 0,84 mmol de peróxido de hidrogênio e um tempo de resposta de 10 segundos. Em geral, a metodologia proposta se mostrou eficiente para a produção de biossensores enzimáticos utilizando polímeros condutores. / The aim of this work is to develop a methodology for amperometric enzymatic biosensors production through the immobilization of enzymes in conducting polymers. For this, test strips consisting of three electrodes were produced by silk-screen technique using conductive pastes of carbon and Ag/AgCl to produce the work electrode, counter electrode and reference electrode. The polymers studied in this work were nanofibers of polyaniline (PAni) and polyaniline synthesized with different weight percentages of poly(styrene sulfonate) (PSS) which were used as support for the immobilization of the enzyme horseradish peroxidase (HRP) in the construction of an amperometric biosensor. The enzyme immobilized in the polymers was applied on the working electrode and then the biosensor was studied. Initially, the pure polymers were characterized by infrared spectroscopy (FT-IR), transmission electron microscopy (TEM), electrical conductivity and cyclic voltammetry. After the immobilization of HRP in the different synthesized polymers, colorimetric tests were conducted to estimate the enzyme activity before and after immobilization as well as the influence of hydrogen peroxide in the colorimetric tests response. The method of immobilizing the enzyme in the polymer matrix was evaluated by washing the sensors with different solutions to thereby determine the amount of enzyme that was still immobilized after washing. The method of chronoamperometry was used to characterize the electrical response of the biosensor to successive additions of hydrogen peroxide, thus determining its sensitivity and response time. PAni with 20 wt% of PSS showed the best colorimetric and amperometric responses, presenting a linear response ranging from 0,14 to 0,84 mmol of hydrogen peroxide and a response time of 10 seconds. In general, the proposed methodology is efficient for producing enzymatic biosensors using conducting polymers.

O presente trabalho teve como objetivo a produção de tiras de teste rápido para detecção de peróxido de hidrogênio, utilizando polipirrol (PPi) ou polipirrol dopado com poliestireno sulfonado (PSS) na forma de nanoestruturas como transdutor. Os polímeros condutores foram sintetizados através de síntese química visando a obtenção de nanopartículas, as quais favorecem no aumento da área superficial de detecção. As nanopartículas foram verificadas através de microscopia eletrônica de transmissão (MET), os valores de condutividade elétrica dos polímeros foram obtidos pelo método de quatro pontas e a eletroatividade foi verificada com voltametria cíclica. Provou-se, através de espectroscopia de infravermelho, que o PSS dopou o PPi. As tiras de teste rápido foram produzidas pela técnica de silkscreen com pasta de carbono nas trilhas dos eletrodos e pasta de Ag/AgCl como eletrodo de referência. O eletrodo de trabalho recebeu o polímero com a enzima horseradish peroxidase (HRP) imobilizada em sua matriz. A tira foi testada quanto à cobertura do polímero sobre o eletrodo de trabalho através de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Sua eletroatividade foi testada em eletrólitos com pH perto do neutro, os quais se assemelham ao meio onde se encontra o substrato. A HRP foi imobilizada no polímero condutor em cinco diferentes concentrações as quais foram aplicadas nas tiras para obtenção do valor mínimo de enzima a ser imobilizada. Estimou-se, através de lavagens com soluções de severidade de remoção diferentes, que a imobilização ocorreu por adsorção da enzima no polímero formando ligações fracas entre estes. Testou-se ainda a sensibilidade de detecção de H2O2 na tira produzida, obtendo-se a equação característica, que determina a corrente elétrica em função da concentração de substrato utilizado. / This study aimed to the production of test strips for hydrogen peroxide fast detection using nanostructures of polypyrrole (PPi) or polypyrrole doped with polystyrene sulfonate (PSS) as a transducer. Conducting polymers have been synthesized by chemical synthesis in order to obtain nanoparticles, which increase the surface area of detection. The nanoparticles were observed by transmission electron microscopy (TEM), the electrical conductivity of the polymers were measured through the four-probe method and electroactivity was observed with cyclic voltammetry. It was verified through infrared spectroscopy that the PSS actually doped the PPi. The test strips were produced by silk-screen technique using carbon paste tracks as electrodes and Ag / AgCl paste as reference electrode. The working electrode received the polymer with the enzyme horseradish peroxidase (HRP) immobilized in its matrix. The strip was tested for the coverage of polymer on the working electrode by optic microscopy and scanning electron microscopy. The electroactivity was tested in electrolytes with pH close to neutral, which resemble the middle of the substrate. Five different concentrations of HRP were immobilized in the conducting polymers and applied in the strips in order to determine the minimum amount of enzyme to be immobilized. It was estimated by washing the strips with different removal solutions, that the enzyme immobilization occurred through adsorption to the polymer matrix, forming weak bonds. It was also tested the sensitivity of detection of H2O2 in the produced strips, resulting in the characteristic equation, which determines the electrical current as a function of the substrate concentration used.

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-04-25Bitstream added on 2014-11-10T11:58:20Z : No. of bitstreams: 1 000773536_20161212.pdf: 666854 bytes, checksum: c983f025f8c552641bf7430c84326894 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-12-12T11:23:44Z: 000773536_20161212.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-12-12T11:24:26Z : No. of bitstreams: 1 000773536.pdf: 2206448 bytes, checksum: e1c9544c3f226058be35c3855241d242 (MD5) / O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de biossensor baseado em extrato de açaí e sensor biomimético baseado em polímeros de impressão molecular, para a determinação eletroquímica da hexazinona–HXZ (3-ciclohexila-6-(dimetilamino)-1-metil-1,3,5-triazina-2,4(1H,3H)-diona) empregando eletrodos de pasta de carbono e de ouro. O sensor biomimético à base de pasta de carbono foi construído usando polímeros biomiméticos, MIPs (Moleculary Imprinted Polymer). As sínteses dos MIPs e dos respectivos polímeros de controle NIPs, foram realizadas pelos métodos de bulk e de precipitação. O comportamento eletroquímico do sensor biomimético foi estudado por voltametria cíclica e a quantificação da hexazinona foi realizada utilizando voltametria adsortiva de pulso diferencial com redissolução catódica (DPAdCSV). Sob estas condições, obteve-se uma faixa de resposta para HXZ, entre 2,0 x 10-11 e 1,1 x 10-10 mol L-1, e um limite de detecção de 5,8 x 10-12 mol L-1, o sensor biomimetico foi aplicado para a determinação de hexazinona em agua utilizada em uma plantação de cana de açucar, obtendo-se uma recuperação de 98%. No biossensor, a base do extrato de açaí usou-se um eletrodo de ouro cuja superfície foi modificada com monocamadas auto-arranjadas (SAM) de cistamina sobre a qual foi imobilizada a enzima peroxidase extraída da polpa de açaí (Euterpe oleracea). A voltametria de onda quadrada foi a técnica utilizada na otimização e quantificação do herbicida, obtendo-se uma resposta para HXZ de 2,0 x 10-5 até 1,1, x 10-4 mol L-1 e limite de detecção de 6,6 x 10-6 mol L-1. Os resultados obtidos mostram que os sensores propostos são promissores para a quantificação da hexazinona. / The present work describe the development of electrochemical biosensors and biomimetec sensor for the determination of hexazinone-HXZ (3-ciclohexyl-6- (dimethylamino)-1-methyl-1,3,5-triazine-2,4(1H,3H)-dione) employing carbon paste and gold electrodes. The biomimetic sensor based on carbon paste was prepared using molecularly imprinted polymers (MIPs). The syntheses of MIPs and the respective control polymers, NIPs, were performed by bulk and precipitation methods. The electrochemical behavior of biomimetic sensor was studied by cyclic voltammetry and the quantification of hexazinone was performed using differential pulse adsorptive cathodic stripping voltammetry (DPAdCSV). Under these conditions response range was obtained for HXZ between 2.0 x 10-11 e 1.1 x 10-10 mol L-1 and detection limit of 5.8 x 10-12 mol L-1. the biomimetic sensor was applied to real samples of a sugar plantation, the recovery was 98% The In the second sensor gold electrode was used whose surface was modified with self-assembled monolayers (SAM) of cystamine on which was immobilized peroxidase enzyme extracted from the pulp of Açai (Euterpe oleracea). The square wave voltammetry technique was used in the optimization and quantification of the herbicide having response for HXZ 2.0 x 10-5 up to 1.1 x 10-4 mol L-1 and detection limit of 6.6 μmol L-1. The results obtained show that the proposed sensors are promising for the quantification of this pesticide.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2017. / Submitted by Priscilla Sousa (priscillasousa@bce.unb.br) on 2017-10-11T14:18:44Z No. of bitstreams: 1 2017_AmandaCostaSantos.pdf: 6850339 bytes, checksum: 9947c75a75625dc792656775d11ff4ae (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-11-07T14:30:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_AmandaCostaSantos.pdf: 6850339 bytes, checksum: 9947c75a75625dc792656775d11ff4ae (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-07T14:30:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_AmandaCostaSantos.pdf: 6850339 bytes, checksum: 9947c75a75625dc792656775d11ff4ae (MD5) Previous issue date: 2017-11-07 / Aplicações promissoras de nano compostos de carbono vêem despertando seu interesse principalmente no campo de sensores. Sendo assim,filmes ultrafinos de óxido de grafeno (GO)foram depositados, pela técnica de automontagem, e convertidos a filmes de RGO (óxido de grafeno reduzido). O objetivo foi investigar a estrutura, o comportamento eletroquímico e o uso potencial dos filmes como camada ativa em biossensores eletroquímicos para a detecção de dopamina na presença de ácido ascórbico. Foram realizadas reduções química e eletroquímicas, onde na redução eletroquímica constatou-seque a redução independe do pH do meio eletrólito. O desempenho eletroquímico de filmes de RGO foi utilizando três de pares redox:dopamina(DA), 1,4-naftaquinona (NQ) e ferricianeto de potássio (FC). Os dados obtidos deixam claro a maior afinidade do RGO na ordem DA>NQ>FC, sendo que a afinidade pelo FC é maior no eletrodo puro. As constantes de taxa de transferência eletrônica(k) obtidas para o filme de RGO com 5 bicamadas foram 0,676 cm.s-1 e 0,143cm.s-1 para NQe FC, respectivamente. Para o eletrodo puro, os valores foram, 0,104 cm.s-1 e 0,333 cm.s-1, respectivamente. O valor de k não pode ser determinado para a dopamina, uma vez que esta sofre oxidação irreversível. Os espectros de impedância mostraram que a resistência de transferência de carga para os pares DAe NQ é muito menor quando são usados os eletrodos modificados com o filme de RGO. Ambos resultados sugerem maior afinidade do eletrodo modificado pelos pares redox que possuem estrutura aromática. Por outro lado, os resultados mostraram que o eletrodo modificado torna a interconversão ferri-ferrocianeto mais irreversível e sugerem que esse par redox não deve ser considerado de esfera externa. Finalmente, o eletrodo de modificado foi avaliado na detecção de dopamina na presença de ácido ascórbico. Este se mostrou capaz de detectar dopamina com sensibilidade de 4,67x10-5mol.L-1, mesmo na presença de ácido ascórbico. De fato, os picos de oxidação de cada uma das espécies ocorrem em potenciais distintos quando o eletrodo modificado é utilizado. Os eletrodos desenvolvidos foram também capazes de detectar e quantificar ácido ascórbico em amostras reais. / Promising applications of carbon nanocomposites are of interest in the field of sensors. Therefore, ultrafine films of graphene oxide (GO) were deposited by the self-assembling technique and converted to RGO (reduced graphene oxide) films. The objective was to investigate the structure, electrochemical behavior and potential use of films as active layer in electrochemical biosensors for the detection of dopamine in the presence of ascorbic acid. Chemical and electrochemical reductions were performed, where in the electrochemical reduction it was verified that the reduction is independent of the pH of the electrolyte medium. The electrochemical performance of RGO films was determined using three redox pairs: dopamine (DA), 1,4-naphtaquinone (NQ) and potassium ferricyanide (FC). The obtained data make clear the greater affinity of the RGO in the order DA> NQ> FC, being that the affinity for FC is greater in the pure electrode. The electron transfer rate constants (k) obtained for the 5-bilayer RGO film were 0.666 cm.s-1 and 0.143 cm.s-1 for NQ and FC, respectively. For the pure electrode, the values were 0.104 cm.s-1 and 0.333 cm.s-1, respectively. The value of k can not be determined for dopamine since it undergoes irreversible oxidation. Impedance spectra have shown that the charge transfer strength for the pairs DA and NQ is much lower when the electrodes modified with the RGO film are used. Both results suggest greateraffinity of the electrode modified by the redox pairs that have aromatic structure. On the other hand, the results showed that the modified electrode makes ferri-ferrocyanide interconversion more irreversible and suggests that this redox pair should not be considered from the external sphere. Finally, the modified electrode was evaluated for the detection of dopamine in the presence of ascorbic acid. This was able to detect dopamine with a sensitivity of 4.67x10-5 mol.L-1, even in the presence of ascorbic acid. In fact, the oxidation peaks of each species occur at different potentials when the modified electrode is used. The developed electrodes were also able to detect and quantify ascorbic acid in real samples.