Considerando a relevância dos trabalhos onde se utiliza eletrodos quimicamente modificados e o pequeno número de estudos envolvendo cocaína e seus interferentes (cafeína, teobromina e lidocaína), por técnicas eletroquímicas ou piezelétricas, este estudo tem como objetivo o desenvolvimento de eletrodos de ouro e platina quimicamente modificados com compostos da classe das cucurbiturilas (CB[5], CB[6] e CB[7]) para a detecção de cocaína. A técnica de microbalança de cristal de quartzo foi empregada a fim de se estudar cocaína padrão e seus interferentes, em fase gasosa. Os eletrodos de ouro foram quimicamente modificados com cucurbiturilas e o modificador CB[6] apresentou os melhores resultados. Medidas por voltametria cíclica foram realizadas utilizando-se um potenciostato Autolab III acoplado a um computador, com eletrodo de ouro e platina atuando como eletrodo de trabalho, Ag/AgCl como eletrodo de referência e eletrodo espiral de platina como eletrodo auxiliar, com velocidade de varredura de 0,1 V.s-1 (100 mV.s-1). Os parâmetros voltamétricos foram otimizados para tornar as análises mais rápidas e sensíveis sem perda de qualidade ou intensidade do sinal voltamétrico. O eletrodo de platina quimicamente modificado com filme de cucurbit[6]urila apresentou aumento da corrente de pico catódica quando estudado frente à cocaína, teobromina e lidocaína. Análises com eletrodo de platina sem modificador químico apresentaram limite de detecção de 4,14.10-6 mol.L-1 e limite de quantificação de 1,38.10-5 mol.L-1 , para a cocaína, e na presença do modificador químico CB[6] apresentou limite de detecção de 1,36.10-6 mol.L-1 e limite de quantificação de 4,54.10-6 mol.L-1 . Eletrodos de ouro com ou sem a presença de modificadores químicos não apresentaram sinal para nenhum analito. / Considering the importance of chemically modified electrodes and the small amount of the cocaine study and their interfering (caffeine, theobromine and lidocaine) using electrochemical and piezoelectric techniques, this study aims to investigate the development of the gold and platinum electrodes chemically modified by cucurbiturils (CB[5], CB[6] and, CB[7]) in order to detect cocaine. The Quartz Crystal Microbalance technique was employed in order to study in gas phase the standard samples of cocaine and their interfering. Gold electrode was chemically modified with cucurbiturils films and the CB[6] modifier showed the best results. The cyclic voltammetric measurements were performed using a Autolab III potentiostat coupled to a computer, being gold and platinum as the working electrode, Ag/AgCl as the reference electrode and platinum wire as counter electrode, using a scan rate of 0,1 V.s-1 (100 mV.s-1). The voltammetric parameters were optimized in order to make the analysis faster and more sensitive without loss of intensity and quality of the voltammetric signal. The platinum electrode modified by cucurbit[6]uril film showed an increase of cathodic current peak when electrode was exposed to cocaine, theobromine and lidocaine. Analysis employed platinum working electrode without chemical modifier showed a detection limit of 4.14 . 10-6 mol.L-1 and quantification limit of 1.38 . 10-5 mol.L-1 for cocaine and with chemical modifier CB[6] showed a detection limit of 1.36 . 10-6 mol.L-1 and quantification limit of 4.54 . 10-6 mol.L-1 . Gold electrodes with or without chemical modifiers showed no response for any analyte.

Orientador: David Mendez Soares / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-28T00:49:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_WyllersonEvaristo1983-_D.pdf: 5303870 bytes, checksum: ba3a86db4d3713f9b80b91fba5545795 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Neste trabalho, pesquisamos o uso de filmes autoorganizados sobre o eletrodo de ouro da microbalança de cristal de quartzo eletroquímica, EQCM. Focamos a pesquisa na interação física da superfície sólida funcionalizada com o meio líquido. Desenvolvemos uma metodologia para compreender a dinâmica de variação dos parâmetros medidos, pela EQCM durante um experimento (perturbação) em meio líquido. Introduzimos a representação bidimensional da variação da freqüência de ressonância e da resistência de ressonância do cristal de quartzo da EQCM, ?f e ?R respectivamente, durante uma perturbação, usando o tempo como parâmetro. A metodologia foi utilizada para soluções aquosas de sais, álcool, líquidos apolares como ciclohexano, n-hexano, soluções de sacarose. Mostramos que líquidos reais apresentam viscoelasticidade. Também testamos a perturbação causada pela aplicação de campo elétrico nas interfaces sólido/soluções iônicas em condições em que o eletrodo é polarizável. Mostramos a possibilidade de formação de nanoestruturas gasosas, nanobolhas. Estendemos a pesquisa para a superfície do ouro funcionalizado com filmes de tiol, S-layers (proteínas de membrana de bactéria), e adsorção de lipossomos zwiteriônicos. A interface sólido/líquido também foi estudada relativamente às características hidrofóbicas da funcionalidade devido à sua microestrutura superficial (superfície superhidrofóbica). Usamos as técnicas de microscopia de força atômica, AFM, e de Raman confocal, paralelamente às nossas pesquisas com a EQCM. Para complementar o estudo de campos elétricos aplicados a interfaces, estudamos também os efeitos macroscópicos da aplicação desses campos a líquidos dielétricos como a água. Pesquisamos o fenômeno da ponte líquida usando líquidos dielétricos isolantes apróticos / Abstract: In this work, we have studied the use of self-assembling films onto gold electrode of the electrochemical quartz crystal microbalance, EQCM. The main objective is to understand the physical interaction of the functionalized solid surface with the liquid medium. We have developed a methodology to understand the dynamics of variation of the parameters measured by the EQCM in liquid medium. We also have introduced the two-dimensional representation of the variation of resonance frequency and resonance resistance of the quartz crystal of the EQCM, ?f and ?R respectively. The measurements were taken during a perturbation, using time as parameter. The methodology was used for aqueous salt solutions, alcohol, nonpolar liquids such as cyclohexane, n-hexane and sucrose solutions. We showed that real liquids exhibit viscoelasticity. We also tested the perturbation caused by the application of electric field at solid interfaces/ionic solutions, under conditions in which the electrode is polarizable. We showed the possibility of formation of gaseous nanostructures, nanobubbles. We extended the study to gold electrode thiol-functionalized surfaces, gold surfaces covered by S-layers films (membrane proteins of bacteria), and then adsorption of zwitterionic liposomes. The solid/liquid interface was also studied in relation to hydrophobic functionality due to its surface microstructure (superhydrophobic surface). We use the atomic force microscopy, AFM, and confocal Raman techniques, parallel to our research with EQCM. In addition to the study of electric fields applied to interfaces, we also studied the macroscopic effects of the application of these fields to the dielectric liquids like water. We researched the phenomenon of liquid bridge using insulating dielectric aprotic liquids / Doutorado / Física / Doutor em Ciências / 2010/140031-3 / CNPQ