Mestre -- Escola Nacional de Saude Publica, Rio de Janeiro, 1999.

OLIVEIRA, T. M. B. F. Biossensores Enzimáticos para Detecção e Quantificação de Carbamatos em Amostras de Alimentos. 2013. 132 f. Tese (Doutorado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2014-11-28T20:44:27Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_tmbfoliveira.pdf: 3146756 bytes, checksum: dd6ca8c6563502962d82fee708c73bb2 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2016-03-18T20:22:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_tmbfoliveira.pdf: 3146756 bytes, checksum: dd6ca8c6563502962d82fee708c73bb2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-18T20:22:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_tmbfoliveira.pdf: 3146756 bytes, checksum: dd6ca8c6563502962d82fee708c73bb2 (MD5) Previous issue date: 2013 / This work contemplates three strategies for carbamate pesticides (CBM) biosensing in natural food, using polyphenoloxidases based biosensors as analytical device: (i) carbon nanotubes paste electrode (CNPE) modified with laccase from Tramites versicolor (LACC), namely as LACC-CNPE; (ii) graphene paste electrode (GPE) modified with Prussian Blue films (PB), followed by the LACC immobilization by drop coating, namely as LACC/PB/GPE; and (iii) GPE modified by the electrodeposition of a hybrid film composed for chitosan (CS), gold nanoparticles (AuNp) and a mixing of LACC and tyrosinase from Agaricus bisposrus (TYR), namely as LACC-TYR-AuNp-CS/GPE. Based on 4-aminophenol (4-AMP) redox process, the presence of carbon nanotubes and graphene allowed several advantages to the devices, such as: increase of the peak currents values, catalysis of the redox process, improvement of the reversibility and electronic-transfer kinetic. PB films (direct enzymatic immobilization without cross-linking reagent), CS (suitable biocompatibility, higher immobilization and fixation of the enzymes) and AuNp (reduction of the charge-transfer resistance) also showed important role on biosensors electrodic configuration. Analytical curves were constructed by square-wave voltammetry, based on CBM (carbofuran, carbaryl, formetanate, pirimicarb, propoxur and ziram) capability to inhibit the polyphenoloxidase activity. In general, the proposed procedures had sensitivity (detection limits ranging from 0.001 to 0.093 mg kg-1) in compliance with the maximum limit established by Brazilian and European food surveillance and control agencies for the analysis of CBM residues in vegetable crops (tomato, lettuce and potato) and citrus fruits (orange, tangerine and lemon), with negligent interfering effect. Recuperation experiments were carried out with QuEChERS extracts of the samples, allowing recuperation values from 91.0 ± 0.1% to 101.1 ± 0.1%; for spiking levels from 0.01 to 3.14 mg kg-1. Thus, LACC-CNPE, LACC/PB/GPE and LACC-TYR-AuNp-CS/GPE are promisor tools for CBM analysis in food matrices. / Este trabalho contempla três estratégias para o biossensoriamento de pesticidas da classe dos carbamatos (CBM) em alimentos naturais, utilizando biossensores à base de polifenoloxidases como dispositivos analíticos: (i) eletrodo de pasta de nanotubos de carbono (EPNC) modificado com lacase de Tramites versicolor (LAC) por entrapment da enzima diretamente no material compósito, definido como LAC-EPNC; (ii) eletrodo de pasta de grafeno (EPG) modificado com filmes de Azul da Prússia (AP), seguido da imobilização de LAC por drop coating, definido como LAC/AP/EPG; e (iii) EPG modificado por eletrodeposição de filme híbrido composto por quitosana (CS), nanopartículas de ouro (NpAu) e mistura das enzimas LAC e tirosinase de Agaricus bisporus (TIR), definido como LAC-TIR-NpAu-CS/EPG. Tomado por base o processo redox do substrato 4-aminofenol (4-AMF), a presença dos nanotubos de carbono e do grafeno proporcionou uma série de vantagens aos dispositivos, a saber: aumento nos valores de corrente de pico, catálise do processo redox, melhoria na reversibilidade e, consequentemente, na cinética de transferência eletrônica. Filmes de AP (imobilização direta da enzima sem a necessidade de regente para cross-linking), CS (biocompatibilidade adequada, maior imobilização e fixação das enzimas) e NpAu (redução da resistência a transferência de carga) também apresentaram importante papel na configuração eletródica dos biossensores. As curvas analíticas foram construídas por voltametria de onda quadrada, baseando-se na capacidade dos CBM (carbofurano, carbaril, formetanato, pirimicarbe, propoxur e ziram) de inibir a atividade das polifenoloxidases. Em geral, os procedimentos propostos apresentaram sensibilidade (limites de detecção variando de 0,001 a 0,093 mg kg-1) que contempla os limites máximos estabelecidos pelas agências de segurança e controle alimentar brasileira e europeia para resíduos de CBM em hortaliças (tomate, alface e batata) e frutas cítricas (laranja, tangerina e limão), com baixo nível de interferentes. Os ensaios de recuperação foram realizados em extratos QuEChERS das amostras, com porcentagens de recuperação variando de 91,0 ± 0,1% a 101,10 ± 0,1%; para contaminações de 0,01 a 3,14 mg kg-1. Portanto, LAC-EPNC, LAC/AP/EPG e LAC-TIR-NpAu-CS/EPG podem ser ferramentas promissoras na análise de CBM em matrizes alimentares.

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-04-08T12:17:59Z No. of bitstreams: 2 Kaline Catiely Campos Silva.pdf: 1297818 bytes, checksum: 91b2b6186f6fff1365681ee92858b720 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-08T12:17:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Kaline Catiely Campos Silva.pdf: 1297818 bytes, checksum: 91b2b6186f6fff1365681ee92858b720 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / CAPES / A acetilcolinesterase (AChE) é uma enzima que vem sendo testada como biomarcador da presença de pesticidas. Trata-se de uma hidrolase, do grupo das colinesterases, que atua nos processos de transmissão de impulsos nervosos em vertebrados e invertebrados. A AChE hidrolisa rapidamente o neurotransmissor acetilcolina, na fenda sináptica, encerrando sua ação e garantindo a intermitência dos impulsos nervosos. A inibição desse mecanismo resulta no acúmulo de acetilcolina nas fendas sinápticas levando a uma hiperestimulação colinérgica. Tal inibição é o modo de ação de organofosforados e carbamatos, os inseticidas mais utilizados mundialmente. Diferentes compartimentos do ecossistema estão expostos aos agrotóxicos e uma vez presentes no ambiente aquático, eles podem ser absorvidos pelos organismos onde sofrerão bioacumulação, podendo ser utilizados como bioindicadores no monitoramento de pesticidas. O objetivo deste trabalho foi caracterizar físico-química e cineticamente a enzima acetilcolinesterase cerebral do tucunaré (Cichla ocellaris), bem como avaliar o efeito de pesticidas organofosforados e carbamatos, e íons sobre sua atividade com a finalidade de fornecer subsídios para o uso da referida enzima como ferramenta bioindicadora de contaminação ambiental. As amostras analisadas foram preparadas a partir de extratos de cérebro de tucunaré. Foram determinados parâmetros cinéticos como Km e Vmax. A atividade enzimática foi analisada após exposição aos inibidores selectivos BW284c51, Iso-OMPA, neostigmina e eserina que confirmaram AChE como responsável pela atividade analisada. A AChE foi submetida também a 05 pesticidas organofosforados (diclorvós, clorpirifós, diazinon, temefós e TEPP) e 02 carbamatos (carbofuran e carbaril), em diferentes concentrações. A atividade colinesterásica foi observada na presença de 14 íons catiônicos: Mn2+; Cu2+; Zn2+; Al3+; Ca2+; Pb2+; Cd2+; Hg2+; Fe2+; Ba2+; Mg2+; K+; As3+; Li+ e 1 íon complexo aniônico quelante: EDTA2-. Os resultados demonstraram que o pesticida diclorvós provocou forte inibição na atividade da enzima estudada. O organofosforado tetraetil-pirofosfato (TEPP) também a inibiu fortemente e os dois carbamatos utilizados, sobretudo o carbofuran, apresentaram valores baixos de CI50. Os íons que causaram maior inibição foram Cu2+, Zn2+, Hg2+, Cd2+, As3+ e Pb2+, enquanto que o íon complexo EDTA2- só inibiu a enzima estudada a partir de 10 mM. Desta forma, a inibição in vitro da acetilcolinesterase de tucunaré demonstra ser uma ferramenta promissora para o monitoramento ambiental de recursos hídricos A facilidade de obtenção e a sensibilidade da enzima aos inseticidas utilizados, apontam para a possibilidade de um monitoramento rotineiro e eficiente.

Submitted by Luiz Felipe Barbosa (luiz.fbabreu2@ufpe.br) on 2015-04-17T12:40:08Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Amanda Guedes Linhares.pdf: 6914929 bytes, checksum: e47bb91b70aceba932b0339a3e0c2b20 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-17T12:40:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Amanda Guedes Linhares.pdf: 6914929 bytes, checksum: e47bb91b70aceba932b0339a3e0c2b20 (MD5) Previous issue date: 2013 / Apesar do aumento na produtividade agrícola proporcionado pelos pesticidas, o uso inadequado dessas substâncias traz impactos negativos à saúde humana e ambiental. Estimativas de eficiência de aplicação relatam que apenas cerca de 0,1% dos pesticidas aplicados atingem as pragas-alvo, enquanto o restante se espalha pelo ambiente. Além disso, os recursos financeiros economizados ao se evitar o ataque de pragas terminam sendo gastos na recuperação dos danos à saúde pública e ao meio ambiente causados pelos próprios pesticidas. Diversas metodologias vêm sendo desenvolvidas utilizando as enzimas colinesterases como biomarcadores de pesticidas organofosforados e carbamatos, tendo em vista sua alta especificidade em relação a esses compostos. Para utilização dessas biomoléculas como biomarcadores de pesticidas, estudos preliminares são realizados analisando-se as alterações provenientes de sua interação. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um método para extração e determinação da atividade da AChE eritrocitária humana e avaliar a precisão do método na detecção de pesticidas, comparando os resultados de inibição com a legislação nacional e internacional vigente. Dessa forma, membranas de eritrócitos livres de hemoglobina foram extraídas e utilizadas na análise da atividade da acetilcolinesterase (AChE) ancorada nessas células. A evidência da atividade da enzima foi comprovada através da inibição seletiva utilizando dibrometo de 1,5-bis (4-alil-dimetilamônio-fenil) pentan-3-ona (BW284c51), tetraisopropil pirofosforamidato (Iso-OMPA) e brometo de neostigmina. As amostras de sangue foram expostas a treze concentrações de três pesticidas organofosforados (diclorvós, clorpirifós e diazinon) e dois carbamatos (carbaril e carbofuran). As concentrações dos pesticidas capazes de inibir a atividade da enzima em 50% (CI50) foram 10,66 μM (diclorvós), 21,42 μM (clorpirifós), 109,98 μM (carbaril) e 5,44 μM (carbofuran). O diazinon não atingiu 50% de inibição da atividade enzimática na faixa de concentração utilizada. Os resultados relativos a 20% de inibição da atividade enzimática (CI20 - nível utilizado na estimativa dos limites mínimos de resíduos de compostos anticolinesterásicos) foram inferiores aos valores de ingestão diária aceitável (IDA) para cada pesticida recomendados pela ANVISA, OMS, FAO, ATSDR, EFSA e USEPA com exceção do organofosforado diazinon. Sendo assim, o cut-off de 20% de inibição da atividade da AChE eritrocitária foi escolhido para avaliar a sensibilidade e a especificidade, parâmetros de confiabilidade do método, capazes de minimizar a influência de falsos positivos e falsos negativos na análise. Os valores de sensibilidade para os pesticidas investigados situaram-se acima de 80%, exceto para o diazinon, enquanto que os valores de especificidade para todos os pesticidas estiveram acima de 60%. Estes resultados sugerem que os métodos de extração da AChE eritrocitária e de determinação de sua atividade propostos podem ser ferramentas adequadas para o monitoramento da exposição ocupacional aos agrotóxicos.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:48:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8996_1.pdf: 8721607 bytes, checksum: a9d8c98e91d8c01c8d88a83f7375e09b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Organofosforados e carbamatos são as principais classes de inseticidas no mercado mundial. Sua rápida degradação e baixa estabilidade no meio ambiente fizeram com que substituíssem rapidamente outras classes importantes. Todavia, sua alta toxicidade em relação aos organismos não-alvo aliada às grandes quantidades utilizadas constituem uma ameaça à saúde humana e ambiental. O modo de ação de ambas as classes baseia-se na inibição de enzimas colinesterases. No presente trabalho, a acetilcolinesterase presente no cérebro de cinco espécies de peixes, Colossoma macropomum (tambaqui), Arapaima gigas (pirarucu), Rachycentron canadum (beijupirá), Oreochromis niloticus (tilápia do Nilo) e Cichla ocellaris (tucunaré) foi caracterizada fisico-quimica e cineticamente e foi exposta a pesticidas organofosforados, carbamatos e a íons. A acetilcolinesterase eritrocitária humana também foi exposta a esses pesticidas a fim de verificar a viabilidade de seu uso na detecção de pesticidas em agricultores residentes em localidades distantes dos laboratórios de análises. Os resultados demonstraram a possibilidade de estimação de parâmetros de eficiência catalítica (Kcat, Kcat/km, Energia de ativação e acréscimo na velocidade de reação) a partir do extrato bruto. Além disso, foi observada alta sensibilidade dos extratos enzimáticos de peixes aos pesticidas, principalmente ao diclorvós, carbofuran e tetraetil pirofosfato (TEPP). Também foi verificada a influência causada por alguns íons sobre a atividade dessas enzimas uma vez que eles são frequentemente encontrados em amostras ambientais. Nos ensaios com a enzima eritrocitária humana, constatou-se que a mesma, nas condições de ensaio propostas, foi sensível a concentrações dos pesticidas abaixo dos limites recomendados pela legislação nacional e internacional. Tais resultados contribuem para a determinação de condições ótimas experimentais e sugerem a utilização da acetilcolinesterase dessas fontes como biomarcador in vitro no monitoramento ambiental e da exposição ocupacional de alguns desses pesticidas

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:55:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9505_1.pdf: 1271591 bytes, checksum: 74c43ff0c75dd4964f90bbb71d49aa41 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2012 / A acetilcolinesterase (AChE) é uma enzima que vem sendo testada como biomarcador da presença de pesticidas. Trata-se de uma hidrolase, do grupo das colinesterases, que atua nos processos de transmissão de impulsos nervosos em vertebrados e invertebrados. A AChE hidrolisa rapidamente o neurotransmissor acetilcolina, na fenda sináptica, encerrando sua ação e garantindo a intermitência dos impulsos nervosos. A inibição desse mecanismo resulta no acúmulo de acetilcolina nas fendas sinápticas levando a uma hiperestimulação colinérgica. Tal inibição é o modo de ação de organofosforados e carbamatos, os inseticidas mais utilizados mundialmente. Diferentes compartimentos do ecossistema estão expostos aos agrotóxicos e uma vez presentes no ambiente aquático, eles podem ser absorvidos pelos organismos onde sofrerão bioacumulação, podendo ser utilizados como bioindicadores no monitoramento de pesticidas. O objetivo deste trabalho foi caracterizar físico-química e cineticamente a enzima acetilcolinesterase cerebral do tucunaré (Cichla ocellaris), bem como avaliar o efeito de pesticidas organofosforados e carbamatos, e íons sobre sua atividade com a finalidade de fornecer subsídios para o uso da referida enzima como ferramenta bioindicadora de contaminação ambiental. As amostras analisadas foram preparadas a partir de extratos de cérebro de tucunaré. Foram determinados parâmetros cinéticos como Km e Vmax. A atividade enzimática foi analisada após exposição aos inibidores selectivos BW284c51, Iso-OMPA, neostigmina e eserina que confirmaram AChE como responsável pela atividade analisada. A AChE foi submetida também a 05 pesticidas organofosforados (diclorvós, clorpirifós, diazinon, temefós e TEPP) e 02 carbamatos (carbofuran e carbaril), em diferentes concentrações. A atividade colinesterásica foi observada na presença de 14 íons catiônicos: Mn2+; Cu2+; Zn2+; Al3+; Ca2+; Pb2+; Cd2+; Hg2+; Fe2+; Ba2+; Mg2+; K+; As3+; Li+ e 1 íon complexo aniônico quelante: EDTA2-. Os resultados demonstraram que o pesticida diclorvós provocou forte inibição na atividade da enzima estudada. O organofosforado tetraetil-pirofosfato (TEPP) também a inibiu fortemente e os dois carbamatos utilizados, sobretudo o carbofuran, apresentaram valores baixos de CI50. Os íons que causaram maior inibição foram Cu2+, Zn2+, Hg2+, Cd2+, As3+ e Pb2+, enquanto que o íon complexo EDTA2- só inibiu a enzima estudada a partir de 10 mM. Desta forma, a inibição in vitro da acetilcolinesterase de tucunaré demonstra ser uma ferramenta promissora para o monitoramento ambiental de recursos hídricos A facilidade de obtenção e a sensibilidade da enzima aos inseticidas utilizados, apontam para a possibilidade de um monitoramento rotineiro e eficiente

No campo da eletroanalítica existe uma intensa atividade de pesquisa sobre eletrodos de pasta de carbono. As principais vantagens da pasta de carbono são a rapidez e a simplicidade do processo de preparação, e a possibilidade de renovação da superfície do eletrodo a cada nova medida. Isso é possível devido à modificação interna do material eletródico, em que o modificador escolhido está diretamente relacionado com o analito de interesse a ser determinado. Os biossensores de pasta de carbono são muito utilizados na determinação de pesticidas da classe dos organofosforados e carbamatos pelo processo de inibição enzimática. Um dos principais problemas na determinação de substâncias utilizando eletrodos de pasta de carbono e biossensores de pasta de carbono é o seu alto limite de detecção, que dificulta a análises traços de substâncias. Uma opção que há décadas vem sendo adotada é a utilização dos eletrodos de nanotubos de carbono, funcionalizados ou não, na elaboração da pasta. Estes sensores, juntamente com os biossensores de pasta de nanotubos de carbono, possuem propriedades catalíticas e estruturais que fornecem um menor limite de detecção e quantificação na determinação de várias substâncias associadas. Estas características são singulares e inerentes à conformação dos nanotubos de carbono, sendo a elevada área ativa e poder eletrocatalítico umas das propriedades destes nanomateriais mais relatadas na literatura. Diante da falta de trabalhos que descrevam, paralelamente, o desempenho destes biossensores na determinação de carbamatos, neste trabalho objetivou-se explorar comparativamente o comportamento eletroquímico de biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase para a determinação dos pesticidas carbaril e metomil. Estes nanotubos foram purificados em meio ácido e caracterizados por microscopia eletrônica de varredura e por voltametria cíclica. Parâmetros cinéticos da enzima acetilcolinesterase como a constante de Michaelis-Menten e velocidade máxima de hidrólise do substrato acetiltiocolina foram obtidos e analisados pelo método espectrofométrico. Os biossensores confeccionados tiveram seus parâmetros eletródicos de operação otimizados e foram utilizados na determinação do pesticida carbaril em amostra fluvial. Os biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase apresentaram uma repetibilidade com desvio padrão relativo de 2,44% e 1,77%, respectivamente. A reprodutibilidade dos biossensores elaborados apresentou um desvio padrão relativo de 6,60% e 4,13%, respectivamente. Na determinação do pesticida carbaril, os biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase apresentaram um limite de detecção de 0,0389 e 0,0163 µmol L-1, respectivamente. Na determinação do pesticida metomil, os biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase apresentaram um limite de detecção de 0,0398 e 0,0083 µmol L-1, respectivamente. Em ambas as determinações, o biossensor elaborado com os nanotubos funcionalizados apresentou maior sensibilidade. Quando comparado com o biossensor de pasta de carbono frente à determinação do carbaril, o biossensor de pasta de nanotubos apresentou um limite de detecção aproximadamente 2,4 vezes menor e, quando comparado com o biossensor de pasta de carbono na determinação do pesticida metomil, o biossensor de pasta de nanotubos apresentou um limite de detecção aproximadamente 5 vezes menor. Os limites de quantificação dos biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase, para os pesticidas carbaril e o metomil, foram de 0,1297 e 0,0542 µmol L-1 e de 0,1323 e 0,0277 µmol L-1, respectivamente. O biossensor de pasta de nanotubos de carbono modificado com a enzima acetilcolinesterase foi aplicado na determinação de carbaril em amostra de água de rio e ácido húmico, fornecendo um LD de 0,0722 e 0,0704 µmol L-1, respectivamente. Comparado com a curva original realizada em tampão fosfato, este biossensor apresentou um limite de detecção e quantificação de aproximadamente 4,32 e 4,43 vezes maior no procedimento utilizando ácido húmico e água fluvial, respectivamente. / There in the field of electroanalytical an intense research activity on carbon pastes electrodes. The main advantages of carbon paste are the speed and simplicity of the preparation process, and the possibility of renewing the electrode surface with each new measure. This is possible due to the internal modification of the electrode material, in which the modifier selected is directly related to the analytes to be determined. The carbon paste biosensors are widely used in determining the class of pesticides organophosfates and carbamates by enzyme inhibition process. A major obstacle to the determination of substances with a carbon paste electrode and carbon nanotubes paste biosensors is its high detection limit, which complicates the analysis of trace substances. One option that has for decades been adopted is the use of electrodes of carbon nanotubes, functionalized or otherwise, in elaboration of the paste. These sensors, together with the carbon paste nanotubes biosensors, have structural and catalytic properties that provide a lower limit of detection and quantitation in the determination of several related substances. These characteristics are natural and inherent in the arrangement of carbon nanotubes, the high electrocatalytic active area and catalytic power properties of these nanomaterials are most often reported in the literature. Given the lack of studies that describe, in parallel, the performance of these biosensors in the determination of carbamates, this study aimed, comparatively, to explore the electrochemical behavior of carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase to determine pesticide carbaryl and methomyl in distillated and river water. These nanotubes were purified in acidic medium and characterized by scanning electron microscopy and cyclic voltammetry. The kinetic parameters of acetylcholinesterase as the Michaelis-Menten constant and Maximum Velocity of hydrolysis of acetylthiocholine were obtained and analyzed by spectrophotometric method. Biosensors fabricated electrodes had their parameters optimized operation and were used in the determination of carbaryl pesticide in a sample fluvial. Carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase showed a repeatability wih relative standard deviation of 2.44% and 1.77%, respectively. The reproducibility of the biosensor developed showed a relative standard deviation of 6.60% and 4.13%, respectively. In determining the pesticide carbaryl, the carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase showed a detection limit of 0.0389 and 0.0163 µmol L-1, respectively. In determining the pesticide methomyl, the carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase showed a detection limit of 0.0398 and 0.0083 µmol L-1, respectively. In both determinations, the biosensor prepared with functionalized nanotubes showed higher sensitivity. Compared with the carbon paste biosensor in the determination of carbaryl, the nanotubes paste biosensor showed a detection limit of approximately 2.4 times lower and, when compared with the carbon paste biosensor in the determination of the pesticide methomyl, the biosensor elaborated with nanotubes showed a detection limit of approximately five times lower. The limits of quantification of carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase, in the determination of carbaryl and methomyl pesticides, were 0.1297 and 0.0542 µmol L-1, and 0.1323 and 0.0277 µmol L-1, respectively. The carbon nanotubes biosensor modified with the enzyme acetylcholinesterase was applied to the determination of carbaryl in the sample of river water and humic acid, giving a detection limit of 0.0722 and 0.0704 mol L-1, respectively. Compared with the original curve performed in phosphate buffer, the biosensor showed a detection an quantification limit of approximately 4.32 and 4.43 times higher in the procedure using humic acid and fluvial water, respectively.

No campo da eletroanalítica existe uma intensa atividade de pesquisa sobre eletrodos de pasta de carbono. As principais vantagens da pasta de carbono são a rapidez e a simplicidade do processo de preparação, e a possibilidade de renovação da superfície do eletrodo a cada nova medida. Isso é possível devido à modificação interna do material eletródico, em que o modificador escolhido está diretamente relacionado com o analito de interesse a ser determinado. Os biossensores de pasta de carbono são muito utilizados na determinação de pesticidas da classe dos organofosforados e carbamatos pelo processo de inibição enzimática. Um dos principais problemas na determinação de substâncias utilizando eletrodos de pasta de carbono e biossensores de pasta de carbono é o seu alto limite de detecção, que dificulta a análises traços de substâncias. Uma opção que há décadas vem sendo adotada é a utilização dos eletrodos de nanotubos de carbono, funcionalizados ou não, na elaboração da pasta. Estes sensores, juntamente com os biossensores de pasta de nanotubos de carbono, possuem propriedades catalíticas e estruturais que fornecem um menor limite de detecção e quantificação na determinação de várias substâncias associadas. Estas características são singulares e inerentes à conformação dos nanotubos de carbono, sendo a elevada área ativa e poder eletrocatalítico umas das propriedades destes nanomateriais mais relatadas na literatura. Diante da falta de trabalhos que descrevam, paralelamente, o desempenho destes biossensores na determinação de carbamatos, neste trabalho objetivou-se explorar comparativamente o comportamento eletroquímico de biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase para a determinação dos pesticidas carbaril e metomil. Estes nanotubos foram purificados em meio ácido e caracterizados por microscopia eletrônica de varredura e por voltametria cíclica. Parâmetros cinéticos da enzima acetilcolinesterase como a constante de Michaelis-Menten e velocidade máxima de hidrólise do substrato acetiltiocolina foram obtidos e analisados pelo método espectrofométrico. Os biossensores confeccionados tiveram seus parâmetros eletródicos de operação otimizados e foram utilizados na determinação do pesticida carbaril em amostra fluvial. Os biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase apresentaram uma repetibilidade com desvio padrão relativo de 2,44% e 1,77%, respectivamente. A reprodutibilidade dos biossensores elaborados apresentou um desvio padrão relativo de 6,60% e 4,13%, respectivamente. Na determinação do pesticida carbaril, os biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase apresentaram um limite de detecção de 0,0389 e 0,0163 µmol L-1, respectivamente. Na determinação do pesticida metomil, os biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase apresentaram um limite de detecção de 0,0398 e 0,0083 µmol L-1, respectivamente. Em ambas as determinações, o biossensor elaborado com os nanotubos funcionalizados apresentou maior sensibilidade. Quando comparado com o biossensor de pasta de carbono frente à determinação do carbaril, o biossensor de pasta de nanotubos apresentou um limite de detecção aproximadamente 2,4 vezes menor e, quando comparado com o biossensor de pasta de carbono na determinação do pesticida metomil, o biossensor de pasta de nanotubos apresentou um limite de detecção aproximadamente 5 vezes menor. Os limites de quantificação dos biossensores de pasta de carbono e de pasta de nanotubos de carbono modificados com a enzima acetilcolinesterase, para os pesticidas carbaril e o metomil, foram de 0,1297 e 0,0542 µmol L-1 e de 0,1323 e 0,0277 µmol L-1, respectivamente. O biossensor de pasta de nanotubos de carbono modificado com a enzima acetilcolinesterase foi aplicado na determinação de carbaril em amostra de água de rio e ácido húmico, fornecendo um LD de 0,0722 e 0,0704 µmol L-1, respectivamente. Comparado com a curva original realizada em tampão fosfato, este biossensor apresentou um limite de detecção e quantificação de aproximadamente 4,32 e 4,43 vezes maior no procedimento utilizando ácido húmico e água fluvial, respectivamente. / There in the field of electroanalytical an intense research activity on carbon pastes electrodes. The main advantages of carbon paste are the speed and simplicity of the preparation process, and the possibility of renewing the electrode surface with each new measure. This is possible due to the internal modification of the electrode material, in which the modifier selected is directly related to the analytes to be determined. The carbon paste biosensors are widely used in determining the class of pesticides organophosfates and carbamates by enzyme inhibition process. A major obstacle to the determination of substances with a carbon paste electrode and carbon nanotubes paste biosensors is its high detection limit, which complicates the analysis of trace substances. One option that has for decades been adopted is the use of electrodes of carbon nanotubes, functionalized or otherwise, in elaboration of the paste. These sensors, together with the carbon paste nanotubes biosensors, have structural and catalytic properties that provide a lower limit of detection and quantitation in the determination of several related substances. These characteristics are natural and inherent in the arrangement of carbon nanotubes, the high electrocatalytic active area and catalytic power properties of these nanomaterials are most often reported in the literature. Given the lack of studies that describe, in parallel, the performance of these biosensors in the determination of carbamates, this study aimed, comparatively, to explore the electrochemical behavior of carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase to determine pesticide carbaryl and methomyl in distillated and river water. These nanotubes were purified in acidic medium and characterized by scanning electron microscopy and cyclic voltammetry. The kinetic parameters of acetylcholinesterase as the Michaelis-Menten constant and Maximum Velocity of hydrolysis of acetylthiocholine were obtained and analyzed by spectrophotometric method. Biosensors fabricated electrodes had their parameters optimized operation and were used in the determination of carbaryl pesticide in a sample fluvial. Carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase showed a repeatability wih relative standard deviation of 2.44% and 1.77%, respectively. The reproducibility of the biosensor developed showed a relative standard deviation of 6.60% and 4.13%, respectively. In determining the pesticide carbaryl, the carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase showed a detection limit of 0.0389 and 0.0163 µmol L-1, respectively. In determining the pesticide methomyl, the carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase showed a detection limit of 0.0398 and 0.0083 µmol L-1, respectively. In both determinations, the biosensor prepared with functionalized nanotubes showed higher sensitivity. Compared with the carbon paste biosensor in the determination of carbaryl, the nanotubes paste biosensor showed a detection limit of approximately 2.4 times lower and, when compared with the carbon paste biosensor in the determination of the pesticide methomyl, the biosensor elaborated with nanotubes showed a detection limit of approximately five times lower. The limits of quantification of carbon paste and carbon nanotubes paste biosensors modified with enzyme acetylcholinesterase, in the determination of carbaryl and methomyl pesticides, were 0.1297 and 0.0542 µmol L-1, and 0.1323 and 0.0277 µmol L-1, respectively. The carbon nanotubes biosensor modified with the enzyme acetylcholinesterase was applied to the determination of carbaryl in the sample of river water and humic acid, giving a detection limit of 0.0722 and 0.0704 mol L-1, respectively. Compared with the original curve performed in phosphate buffer, the biosensor showed a detection an quantification limit of approximately 4.32 and 4.43 times higher in the procedure using humic acid and fluvial water, respectively.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:05:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6276_1.pdf: 1215242 bytes, checksum: 3ea46dcb59e401036947e744ffa20c15 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / A enzima acetilcolinesterase (AChE) desempenha um papel fundamental na transmissão do impulso nervoso colinérgico e é alvo dos inseticidas organofosforados e carbamatos. Dois genes, Ace1 e Ace2, foram caracterizados em diferentes classes de insetos e, em mosquitos, duas mutações pontuais em Ace1 foram associadas com resistência. Apesar da resistência a estes inseticidas não ter sido ainda detectada em flebotomíneos, a seleção deste fenótipo é esperada. Neste trabalho, foi analisada a inibição de AChE de Lutzomyia longipalpis por compostos organofosforados e caracterizada parcialmente a seqüência do cDNA que codifica esta enzima neste inseto. Os resultados revelam a presença de um único gene Ace em L. longipalpis e que a atividade de AChE é inibida por organofosforados na concentração de 5 x 10-5 M. Na análise da seqüência parcial de AChE de L. longipalpis (LLAChE) observou-se que esta é homóloga àquelas de AChE1 de dípteros e que a mutação F331W é menos provável de ocorrer do que a substituição G119S, devido à restrição codante. A comparação da estrutura em 3D de LLAChE e aquelas de A. gambiae e C. tritaeniorhynchus sugerem que modificações estruturais similares, devido a mudanças não sinônimas de aminoácidos no núcleo do sítio ativo, podem ser detectadas nas três espécies

O desenvolvimento na área agroquímica associado as novas técnicas de plantio, asseguram ao país recordes anuais na produção agrícola. Entretanto, os defensivos agrícolas e fertilizantes utilizados para aumentar a produção das lavouras não são inertes a saúde humana. Exposições contínuas e inadequadas a esses compostos químicos podem causar sua absorção e resultar em intoxicações agudas ou crônicas. Com o objetivo de avaliar essas exposições, dosamos a atividade da enzima acetilcolinesterase, assim como, avaliamos os hemogramas e dosamos os níveis sanguíneos dos metais arsênio (As), cádmio (Cd), chumbo (Pb), manganês (Mn), zinco (Zn), cobre (Cu) e o não metal selênio (Se) em trabalhadores rurais e moradores da área urbana da região de Rio Verde-GO e comparamos esses resultados. A atividade média da enzima colinesterase eritrocitária nos trabalhadores rurais apresentou uma depressão significativa indicando uma exposição inadequada aos inseticidas inibidores das colinesterases. As concentrações sanguíneas médias dos metais As, Cd, Mn, e Zn nos trabalhadores rurais são maiores do que na população urbana, indicando que as exposições inadequadas aos fertilizantes e defensivos agrícolas podem causar absorção desses metais. A concentração sanguínea média de Se na população urbana é maior do que nos trabalhadores agrícolas. Esse fato pode estar ligado a alimentação, sendo que, uma provável causa seria o baixo consumo de alimentos ricos em selênio (castanha-do-pará, salmão, farelo de trigo, ostras e fígado bovino). Os hemogramas não apresentaram alterações, indicando que, sua utilização isolada na monitorização das exposições ocupacionais aos defensivos agrícolas e fertilizantes é inadequada. / Advancements in the agrochemical industry associated with new seeding techniques make it possible for the country to reach annual crop records in production. However, the chemicals and fertilizers used for increasing productions are by no means harmless to human health. Repeated and inadequate exposures to such chemicals may result in their absorption and cause acute and chronic poisoning. In order to assess these exposures, we measured the activity of the acetylcholinesterase enzyme and evaluated hemograms. In addition, we measured blood levels of metals such as arsine (As), cadmium (Cd), lead (Pb), manganese (Mn), zinc (Zn), copper (Cu), and the non metallic selenium in farm workers and urban residents in a region of Rio Verde- GO- Brazil and compared the results. Mean activity of the erythrocyte cholinesterase enzyme in the rural workers presented a significant decrease, indicative of inadequate exposure to cholinesterase inhibiting insecticides. Mean concentrations of the metals As, Cd, Mn, and Zn were higher in rural workers compared to urban residents, which suggests that inadequate exposure to fertilizers and agricultural chemicals may result in their absorption. Mean blood concentration of Se in urban residents was higher compared to rural workers. That can be associated with diet and a possible cause may be a low consumption of high Se foods (Brazils nuts, salmon, oysters, wheat bran, and bovine liver). The hemograms did not present any changes, indicating that its use for monitoring occupational exposures to fertilizers and agricultural chemicals is inadequate.