Neste trabalho foram obtidas quatro amostras de um híbrido bioinorgânico de sílica-quitosana (SiO2/QT) usando-se TEOS como precursor e variando a concentração da QT, de 0,5 a 4,0% (m/m). Os materiais obtidos foram devidamente caracterizados e os resultados mostraram que são mesoporosos com diâmetro de poro na faixa de 6,2 a 7,3 nm. Os materiais apresentam estabilidade térmica e foi possível impregnar maior teor de QT no híbrido com o incremento de sua concentração na preparação. Na superfície do material híbrido foi imobilizada a ftalocianina de cobre (II) tetrassulfonada e foi utilizada como matriz para a construção de eletrodo de pasta de carbono. Este eletrodo foi avaliado mediante técnicas de voltametria cíclica e de voltametria de pulso diferencial, como um novo sensor eletroquímico de paracetamol na presença da dopamina como interferente, visto que está espécie pode causar interferências durante a detecção de paracetamol em meios biológicos. O material se mostrou altamente sensível (173 μA.L mmol-1) e seletivo para a determinação de paracetamol, permitindo uma boa separação e definição de picos de oxidação do paracetamol (0,30 V) e da dopamina (0,11V). O eletrodo contendo 1,0% de QT mostrou melhores resultados. Também foram obtidas amostras de um material carbono cerâmico SiO2/QT/C-grafite variando-se a concentração de grafite de 50% a 60% (m/m). Os resultados mostraram que são materiais mesoporosos, apresentam propriedades texturais semelhantes, com 6,6 nm de diâmetro de poro, e são estáveis termicamente. Um estudo do comportamento eletroquímico do ferricianeto e ferrocianeto de potássio utilizando esses materiais são apresentados. Na superfície dos materiais compósitos foi imobilizado o ácido ferroceno carboxílico. Medidas de voltametria cíclica mostraram que o eletrodo construído com este material na presença de paracetamol mostrou picos de oxidação pouco definido em 0,35 V e atribuído à oxidação do paracetamol. / In this work, a silica based bioinorganic hybrid containing chitosan (SiO2/QT) was prepared using TEOS as precursor and varying the concentration of chitosan, from 0,5% to 4,0% (w/w). The obtained materials were properly characterized, the results showed that are mesoporous with pore size between 6,2 to 7,3 nm. The materials present adequate thermal stability and higher amount of chitosan was possible to impregnate on hybrid with the increase of its concentration on synthesis. Copper (II) tetrasulfonated phtalocyanine was immobilized on surface of hybrid and used as matrix for the construction of carbon paste electrode. By cyclic voltammetry and differential pulse it was assessed as a new electrochemical sensor of acetaminophen, being highly sensitive (173 μA.L mmol-1) and selective for determination of acetaminophen in the presence of dopamine as interference, because this species can cause interference during the detection of acetaminophen in biological means. The results showed a good separation and definition of oxidation peaks of acetaminophen (0.30 V) and dopamine (0.11 V). The electrode containing 1,0% chitosan showed the best results. It was also prepared a bioinorganic hybrid carbon ceramic SiO2/QT/C-graphite material varying the concentration of graphite, from 50 to 60% (m/m). The results showed that they are mesoporous materials and present similar textural properties, with 6.6 nm pore size and are thermally stable. A study of the electrochemical behavior of potassium ferricyanide and ferrocyanide using these materials are presented. On the surface of the composites materials was immobilized ferrocene carboxylic acid. Measurements by cyclic voltammetry showed that the electrode development with this material for acetaminophen showed oxidation peaks no definite at 0.35 V and attributed to the oxidation of paracetamol.

No presente trabalho foram desenvolvidos materiais mesoporosos de sílica/titânia visando sua aplicação como sensores e biossensores eletroquímicos para compostos fenólicos de interesse ambiental e medicinal. Os materiais obtidos foram caracterizados por diferentes técnicas buscando avaliar suas propriedades texturais, morfológicas e estruturais. O comportamento eletroquímico foi investigado por voltametria cíclica (VC) que permitiu determinar a proporção ideal de sílica/titânia do suporte sintetizado. Após a otimização do suporte, buscou-se desenvolver materiais estruturados com partículas magnéticas e tirosinase (SiTiMPs-Ty) e, nanopartículas de ouro previamente estabilizadas com quitosana (SiTi30-Au). Os materiais modificados foram aplicados no desenvolvimento de eletrodos de pasta de carbono (EPCs) para determinação de compostos fenólicos, após a otimização de parâmetros como efeito de pH e atmosfera e, empregados na análise simultânea de diferentes compostos através das técnicas de voltametria de pulso diferencial (VPD) e voltametria de onda quadrada (VOQ) Também foi avaliada a resposta do eletrodo na presença de potenciais interferentes, bem como sua a reprodutibilidade. O EPC modificado com SiTi30-Au apresentou resposta linear para a determinação simultânea de dopamina e norepinefrina na faixa de 50 a 400 mol L-1 e os limites de detecção foram determinados como 0,35 mol L-1 e 0,57 mol L-1 para norepinefrina e dopamina, respectivamente. O EPC modificado com material SiTiMPs-Ty também apresentou resposta linear para análise simultânea de catecol e epinefrina na faixa de 40 a 380 μmol.L-1 e os limites de detecção foram de 3,32 μmol L-1 e 1,65 μmol L-1 para catecol e epinefrina, respectivamente. A reprodutibilidade dos eletrodos apresentou desvio padrão relativo de 5,86% para o EPC SiTi30-Au e 6,87% para o EPC SiTiMPs-Ty. Os EPCs de sílica/titânia modificados no presente trabalho apresentaram potencialidade de aplicação na determinação simultânea de compostos fenólicos com altas sensibilidades, baixos limites de detecção e boa reprodutibilidade. / In this work silica/titania materials were synthetized by sol-gel method by using different ratios of inorganic precursors and the obtained materials were applied as electrochemical sensors and biosensors. The materials were characterized using different techniques aiming to evaluate the textural, morphological and structural properties. The electrochemical behavior of the silica/titania materials was evaluated by Cyclic Voltammetry that allows estimating the optimum amount of titania in the resultant material. The electrochemical behavior guided the choice for developing modified materials containing magnetite particles (SiTiMPs-Ty) and gold nanoparticles (SiTi30- Au). After to achieve the best electrochemical conditions of pH and the best atmosphere, the resultant materials were applied in the development of modified carbon paste electrodes (CPE). The SiTi30-Au CPE and SiTiMPs-Ty CPE were applied in simultaneous electrochemical analysis of phenolic compounds by using differential pulse voltammetry (DPV) and square wave voltammetry (SWV). It was also evaluated the electrochemical response of these modified CPEs in interferences analysis The modified CPE/SiTi30-Au showed a linear response between peak current intensity and concentrations of dopamine and norepinephrine in a range from 50 to 400 mol L-1 and its linear response was also observed in simultaneous analysis of these compounds. The limits of detection were estimated as 0.35 mol L-1 and 0.57 mol L-1 for norepinephrine and dopamine, respectively. The modified SiTiMPs-Ty/CPE was used for simultaneous electrochemical determination of catechol and epinephrine presenting a linear response in a range from 40 to 380 μmol.L-1 and the limits of detection were 3.32 μmol L-1 for catechol and 1.65 μmol L-1 for epinephrine. Both electrodes presented a good reproducibility with relative standard deviations of 5.86% and 6.87% for SiTiMPs-Ty/CPE and SiTi30-Au/CPE, respectively. Therefore, the modified silica/titania CPEs obtained in this work showed a good electrochemical response in electrochemical simultaneous determination of phenolic compounds presenting low limits of detection and great sensitivities in the presence of the studied analytes.

Neste trabalho foram obtidas quatro amostras de um híbrido bioinorgânico de sílica-quitosana (SiO2/QT) usando-se TEOS como precursor e variando a concentração da QT, de 0,5 a 4,0% (m/m). Os materiais obtidos foram devidamente caracterizados e os resultados mostraram que são mesoporosos com diâmetro de poro na faixa de 6,2 a 7,3 nm. Os materiais apresentam estabilidade térmica e foi possível impregnar maior teor de QT no híbrido com o incremento de sua concentração na preparação. Na superfície do material híbrido foi imobilizada a ftalocianina de cobre (II) tetrassulfonada e foi utilizada como matriz para a construção de eletrodo de pasta de carbono. Este eletrodo foi avaliado mediante técnicas de voltametria cíclica e de voltametria de pulso diferencial, como um novo sensor eletroquímico de paracetamol na presença da dopamina como interferente, visto que está espécie pode causar interferências durante a detecção de paracetamol em meios biológicos. O material se mostrou altamente sensível (173 μA.L mmol-1) e seletivo para a determinação de paracetamol, permitindo uma boa separação e definição de picos de oxidação do paracetamol (0,30 V) e da dopamina (0,11V). O eletrodo contendo 1,0% de QT mostrou melhores resultados. Também foram obtidas amostras de um material carbono cerâmico SiO2/QT/C-grafite variando-se a concentração de grafite de 50% a 60% (m/m). Os resultados mostraram que são materiais mesoporosos, apresentam propriedades texturais semelhantes, com 6,6 nm de diâmetro de poro, e são estáveis termicamente. Um estudo do comportamento eletroquímico do ferricianeto e ferrocianeto de potássio utilizando esses materiais são apresentados. Na superfície dos materiais compósitos foi imobilizado o ácido ferroceno carboxílico. Medidas de voltametria cíclica mostraram que o eletrodo construído com este material na presença de paracetamol mostrou picos de oxidação pouco definido em 0,35 V e atribuído à oxidação do paracetamol. / In this work, a silica based bioinorganic hybrid containing chitosan (SiO2/QT) was prepared using TEOS as precursor and varying the concentration of chitosan, from 0,5% to 4,0% (w/w). The obtained materials were properly characterized, the results showed that are mesoporous with pore size between 6,2 to 7,3 nm. The materials present adequate thermal stability and higher amount of chitosan was possible to impregnate on hybrid with the increase of its concentration on synthesis. Copper (II) tetrasulfonated phtalocyanine was immobilized on surface of hybrid and used as matrix for the construction of carbon paste electrode. By cyclic voltammetry and differential pulse it was assessed as a new electrochemical sensor of acetaminophen, being highly sensitive (173 μA.L mmol-1) and selective for determination of acetaminophen in the presence of dopamine as interference, because this species can cause interference during the detection of acetaminophen in biological means. The results showed a good separation and definition of oxidation peaks of acetaminophen (0.30 V) and dopamine (0.11 V). The electrode containing 1,0% chitosan showed the best results. It was also prepared a bioinorganic hybrid carbon ceramic SiO2/QT/C-graphite material varying the concentration of graphite, from 50 to 60% (m/m). The results showed that they are mesoporous materials and present similar textural properties, with 6.6 nm pore size and are thermally stable. A study of the electrochemical behavior of potassium ferricyanide and ferrocyanide using these materials are presented. On the surface of the composites materials was immobilized ferrocene carboxylic acid. Measurements by cyclic voltammetry showed that the electrode development with this material for acetaminophen showed oxidation peaks no definite at 0.35 V and attributed to the oxidation of paracetamol.

No presente trabalho foram desenvolvidos materiais mesoporosos de sílica/titânia visando sua aplicação como sensores e biossensores eletroquímicos para compostos fenólicos de interesse ambiental e medicinal. Os materiais obtidos foram caracterizados por diferentes técnicas buscando avaliar suas propriedades texturais, morfológicas e estruturais. O comportamento eletroquímico foi investigado por voltametria cíclica (VC) que permitiu determinar a proporção ideal de sílica/titânia do suporte sintetizado. Após a otimização do suporte, buscou-se desenvolver materiais estruturados com partículas magnéticas e tirosinase (SiTiMPs-Ty) e, nanopartículas de ouro previamente estabilizadas com quitosana (SiTi30-Au). Os materiais modificados foram aplicados no desenvolvimento de eletrodos de pasta de carbono (EPCs) para determinação de compostos fenólicos, após a otimização de parâmetros como efeito de pH e atmosfera e, empregados na análise simultânea de diferentes compostos através das técnicas de voltametria de pulso diferencial (VPD) e voltametria de onda quadrada (VOQ) Também foi avaliada a resposta do eletrodo na presença de potenciais interferentes, bem como sua a reprodutibilidade. O EPC modificado com SiTi30-Au apresentou resposta linear para a determinação simultânea de dopamina e norepinefrina na faixa de 50 a 400 mol L-1 e os limites de detecção foram determinados como 0,35 mol L-1 e 0,57 mol L-1 para norepinefrina e dopamina, respectivamente. O EPC modificado com material SiTiMPs-Ty também apresentou resposta linear para análise simultânea de catecol e epinefrina na faixa de 40 a 380 μmol.L-1 e os limites de detecção foram de 3,32 μmol L-1 e 1,65 μmol L-1 para catecol e epinefrina, respectivamente. A reprodutibilidade dos eletrodos apresentou desvio padrão relativo de 5,86% para o EPC SiTi30-Au e 6,87% para o EPC SiTiMPs-Ty. Os EPCs de sílica/titânia modificados no presente trabalho apresentaram potencialidade de aplicação na determinação simultânea de compostos fenólicos com altas sensibilidades, baixos limites de detecção e boa reprodutibilidade. / In this work silica/titania materials were synthetized by sol-gel method by using different ratios of inorganic precursors and the obtained materials were applied as electrochemical sensors and biosensors. The materials were characterized using different techniques aiming to evaluate the textural, morphological and structural properties. The electrochemical behavior of the silica/titania materials was evaluated by Cyclic Voltammetry that allows estimating the optimum amount of titania in the resultant material. The electrochemical behavior guided the choice for developing modified materials containing magnetite particles (SiTiMPs-Ty) and gold nanoparticles (SiTi30- Au). After to achieve the best electrochemical conditions of pH and the best atmosphere, the resultant materials were applied in the development of modified carbon paste electrodes (CPE). The SiTi30-Au CPE and SiTiMPs-Ty CPE were applied in simultaneous electrochemical analysis of phenolic compounds by using differential pulse voltammetry (DPV) and square wave voltammetry (SWV). It was also evaluated the electrochemical response of these modified CPEs in interferences analysis The modified CPE/SiTi30-Au showed a linear response between peak current intensity and concentrations of dopamine and norepinephrine in a range from 50 to 400 mol L-1 and its linear response was also observed in simultaneous analysis of these compounds. The limits of detection were estimated as 0.35 mol L-1 and 0.57 mol L-1 for norepinephrine and dopamine, respectively. The modified SiTiMPs-Ty/CPE was used for simultaneous electrochemical determination of catechol and epinephrine presenting a linear response in a range from 40 to 380 μmol.L-1 and the limits of detection were 3.32 μmol L-1 for catechol and 1.65 μmol L-1 for epinephrine. Both electrodes presented a good reproducibility with relative standard deviations of 5.86% and 6.87% for SiTiMPs-Ty/CPE and SiTi30-Au/CPE, respectively. Therefore, the modified silica/titania CPEs obtained in this work showed a good electrochemical response in electrochemical simultaneous determination of phenolic compounds presenting low limits of detection and great sensitivities in the presence of the studied analytes.

Neste trabalho foram obtidas quatro amostras de um híbrido bioinorgânico de sílica-quitosana (SiO2/QT) usando-se TEOS como precursor e variando a concentração da QT, de 0,5 a 4,0% (m/m). Os materiais obtidos foram devidamente caracterizados e os resultados mostraram que são mesoporosos com diâmetro de poro na faixa de 6,2 a 7,3 nm. Os materiais apresentam estabilidade térmica e foi possível impregnar maior teor de QT no híbrido com o incremento de sua concentração na preparação. Na superfície do material híbrido foi imobilizada a ftalocianina de cobre (II) tetrassulfonada e foi utilizada como matriz para a construção de eletrodo de pasta de carbono. Este eletrodo foi avaliado mediante técnicas de voltametria cíclica e de voltametria de pulso diferencial, como um novo sensor eletroquímico de paracetamol na presença da dopamina como interferente, visto que está espécie pode causar interferências durante a detecção de paracetamol em meios biológicos. O material se mostrou altamente sensível (173 μA.L mmol-1) e seletivo para a determinação de paracetamol, permitindo uma boa separação e definição de picos de oxidação do paracetamol (0,30 V) e da dopamina (0,11V). O eletrodo contendo 1,0% de QT mostrou melhores resultados. Também foram obtidas amostras de um material carbono cerâmico SiO2/QT/C-grafite variando-se a concentração de grafite de 50% a 60% (m/m). Os resultados mostraram que são materiais mesoporosos, apresentam propriedades texturais semelhantes, com 6,6 nm de diâmetro de poro, e são estáveis termicamente. Um estudo do comportamento eletroquímico do ferricianeto e ferrocianeto de potássio utilizando esses materiais são apresentados. Na superfície dos materiais compósitos foi imobilizado o ácido ferroceno carboxílico. Medidas de voltametria cíclica mostraram que o eletrodo construído com este material na presença de paracetamol mostrou picos de oxidação pouco definido em 0,35 V e atribuído à oxidação do paracetamol. / In this work, a silica based bioinorganic hybrid containing chitosan (SiO2/QT) was prepared using TEOS as precursor and varying the concentration of chitosan, from 0,5% to 4,0% (w/w). The obtained materials were properly characterized, the results showed that are mesoporous with pore size between 6,2 to 7,3 nm. The materials present adequate thermal stability and higher amount of chitosan was possible to impregnate on hybrid with the increase of its concentration on synthesis. Copper (II) tetrasulfonated phtalocyanine was immobilized on surface of hybrid and used as matrix for the construction of carbon paste electrode. By cyclic voltammetry and differential pulse it was assessed as a new electrochemical sensor of acetaminophen, being highly sensitive (173 μA.L mmol-1) and selective for determination of acetaminophen in the presence of dopamine as interference, because this species can cause interference during the detection of acetaminophen in biological means. The results showed a good separation and definition of oxidation peaks of acetaminophen (0.30 V) and dopamine (0.11 V). The electrode containing 1,0% chitosan showed the best results. It was also prepared a bioinorganic hybrid carbon ceramic SiO2/QT/C-graphite material varying the concentration of graphite, from 50 to 60% (m/m). The results showed that they are mesoporous materials and present similar textural properties, with 6.6 nm pore size and are thermally stable. A study of the electrochemical behavior of potassium ferricyanide and ferrocyanide using these materials are presented. On the surface of the composites materials was immobilized ferrocene carboxylic acid. Measurements by cyclic voltammetry showed that the electrode development with this material for acetaminophen showed oxidation peaks no definite at 0.35 V and attributed to the oxidation of paracetamol.

No presente trabalho foram desenvolvidos materiais mesoporosos de sílica/titânia visando sua aplicação como sensores e biossensores eletroquímicos para compostos fenólicos de interesse ambiental e medicinal. Os materiais obtidos foram caracterizados por diferentes técnicas buscando avaliar suas propriedades texturais, morfológicas e estruturais. O comportamento eletroquímico foi investigado por voltametria cíclica (VC) que permitiu determinar a proporção ideal de sílica/titânia do suporte sintetizado. Após a otimização do suporte, buscou-se desenvolver materiais estruturados com partículas magnéticas e tirosinase (SiTiMPs-Ty) e, nanopartículas de ouro previamente estabilizadas com quitosana (SiTi30-Au). Os materiais modificados foram aplicados no desenvolvimento de eletrodos de pasta de carbono (EPCs) para determinação de compostos fenólicos, após a otimização de parâmetros como efeito de pH e atmosfera e, empregados na análise simultânea de diferentes compostos através das técnicas de voltametria de pulso diferencial (VPD) e voltametria de onda quadrada (VOQ) Também foi avaliada a resposta do eletrodo na presença de potenciais interferentes, bem como sua a reprodutibilidade. O EPC modificado com SiTi30-Au apresentou resposta linear para a determinação simultânea de dopamina e norepinefrina na faixa de 50 a 400 mol L-1 e os limites de detecção foram determinados como 0,35 mol L-1 e 0,57 mol L-1 para norepinefrina e dopamina, respectivamente. O EPC modificado com material SiTiMPs-Ty também apresentou resposta linear para análise simultânea de catecol e epinefrina na faixa de 40 a 380 μmol.L-1 e os limites de detecção foram de 3,32 μmol L-1 e 1,65 μmol L-1 para catecol e epinefrina, respectivamente. A reprodutibilidade dos eletrodos apresentou desvio padrão relativo de 5,86% para o EPC SiTi30-Au e 6,87% para o EPC SiTiMPs-Ty. Os EPCs de sílica/titânia modificados no presente trabalho apresentaram potencialidade de aplicação na determinação simultânea de compostos fenólicos com altas sensibilidades, baixos limites de detecção e boa reprodutibilidade. / In this work silica/titania materials were synthetized by sol-gel method by using different ratios of inorganic precursors and the obtained materials were applied as electrochemical sensors and biosensors. The materials were characterized using different techniques aiming to evaluate the textural, morphological and structural properties. The electrochemical behavior of the silica/titania materials was evaluated by Cyclic Voltammetry that allows estimating the optimum amount of titania in the resultant material. The electrochemical behavior guided the choice for developing modified materials containing magnetite particles (SiTiMPs-Ty) and gold nanoparticles (SiTi30- Au). After to achieve the best electrochemical conditions of pH and the best atmosphere, the resultant materials were applied in the development of modified carbon paste electrodes (CPE). The SiTi30-Au CPE and SiTiMPs-Ty CPE were applied in simultaneous electrochemical analysis of phenolic compounds by using differential pulse voltammetry (DPV) and square wave voltammetry (SWV). It was also evaluated the electrochemical response of these modified CPEs in interferences analysis The modified CPE/SiTi30-Au showed a linear response between peak current intensity and concentrations of dopamine and norepinephrine in a range from 50 to 400 mol L-1 and its linear response was also observed in simultaneous analysis of these compounds. The limits of detection were estimated as 0.35 mol L-1 and 0.57 mol L-1 for norepinephrine and dopamine, respectively. The modified SiTiMPs-Ty/CPE was used for simultaneous electrochemical determination of catechol and epinephrine presenting a linear response in a range from 40 to 380 μmol.L-1 and the limits of detection were 3.32 μmol L-1 for catechol and 1.65 μmol L-1 for epinephrine. Both electrodes presented a good reproducibility with relative standard deviations of 5.86% and 6.87% for SiTiMPs-Ty/CPE and SiTi30-Au/CPE, respectively. Therefore, the modified silica/titania CPEs obtained in this work showed a good electrochemical response in electrochemical simultaneous determination of phenolic compounds presenting low limits of detection and great sensitivities in the presence of the studied analytes.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-03-13T12:46:16Z No. of bitstreams: 1 Nadja Vanessa de Almeida Ferraz.pdf: 3712654 bytes, checksum: 1e8a0352c936ec5f0a59501129591a88 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-13T12:46:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nadja Vanessa de Almeida Ferraz.pdf: 3712654 bytes, checksum: 1e8a0352c936ec5f0a59501129591a88 (MD5) Previous issue date: 2017-09-18 / Glutathione (GSH) is the major low molecular weight thiol found in human cells, whose function is related to the biotransformation and elimination of xenobiotics, and protection of cells against oxidative stress. It has been found that a decrease in their physiological levels may be indicative of several diseases, standing out as an important biomarker. Several techniques are used to detect glutathione, as in the case of liquid chromatography. However, the electrochemical sensors method has been of increasing interest. Recently, the contribution of nanomaterials in the manufacture of these devices has been translated into an increase in the reproducibility and reach of low detection limits, highlighting themselves as promising tools for clinical diagnosis. In this work, two different sensors based on nanomaterials were developed for the detection of the GSH. The first sensor was composed of a gold electrode modified with a film based on the metal-organic framework copper (II) -benzene-1,3,5-tricarboxylate (CuBTC) and the acrylamide sodium acrylate copolymer (CuBTC/EAu). Electrochemical measurements were performed using the cyclic voltammetry method in an electrochemical cell, using silver/silver chloride (Ag/AgCl(KClsat)) as a reference electrode, platinum wire as an auxiliary electrode, and the CuBTC/EAu sensor as the working electrode. According to the results, the developed sensor exhibited a good electrocatalytic activity for the glutathione oxidation, in a potential of 0,41 V, with a low detection limit (0,03 μmol L-1), and a linear range operating range of 0,05 – 2 μmol L-1 of GSH and a response time of 15 minutes. The second sensor deals with the electrosynthesis of a nanocomposite based on CuBTC and gold nanoparticles stabilized with PVP, which was denominated Au@CuBTC. The morphological and structural characteristics of the new compound were investigated by scanning electron microscopy (SEM), thermal gravimetric analysis (TGA), diffraction Xray powder (XRPD) and absorption spectroscopy in the infrared region (FTIR) and its application as an electrochemical sensor for GSH quantification was evaluated by square wave voltammetry. In accordance with the results, it was observed that the use of nanoparticles in the structure of the metal-organic framework significantly increased the sensitivity and the response time of the electrode. The analytical curve of the sensor showed a linear response range between 10 - 40 μmol L-1 of GSH, and a detection limit of 0,3 μmol L-1, with response time of 60 seconds. The proposed sensors are presented as an innovative technology and open paths for applications of metal organic frameworks in electrocatalysis and the construction of attractive sensors for the detection of glutathione in biological fluids. / A glutationa (GSH) é o principal tiol de baixo peso molecular encontrado nas células humanas, cuja função está relacionada à biotransformação e eliminação de xenobióticos e a defesa das células contra o estresse oxidativo. Tem sido estabelecido que uma redução nos seus níveis fisiológicos pode ser indicativa de diversas doenças, destacando-se como um importante biomarcador. Várias técnicas são utilizadas para detecção da gluatationa, a exemplo da cromatografia líquida, entretanto, o método dos sensores eletroquímicos tem despertado interesse crescente. Recentemente, a contribuição de nanomateriais na fabricação desses dispositivos, tem se traduzido no aumento na reprodutibilidade e alcance de baixos limites de detecção, destacando-se como ferramentas promissoras para diagnóstico clínico. Neste trabalho foram desenvolvidos dois sensores a base de nanomaterias para a detecção de GSH. O primeiro sensor foi constituído por um eletrodo de ouro modificado com um filme baseado na rede metal-orgânica cobre(II)–benzeno-1,3,5–tricarboxilato (CuBTC) e o copolímero acrilamida acrilato de sódio (CuBTC/EAu). As medidas eletroquímicas foram realizadas pelo método da voltametria cíclica numa célula eletroquímica, utilizando-se como eletrodo de referência prata/cloreto de prata (Ag/AgCl(KClsat)), um eletrodo auxiliar de fio de platina e como eletrodo de trabalho o sensor CuBTC/EAu. De acordo com os resultados, o sensor desenvolvido obteve uma boa atividade eletrocatalítica para a oxidação da glutationa, no potencial de 0,41 V, com baixo limite de detecção (0,03 μmol L-1), faixa de trabalho linear de 0,05 - 2 μmol L-1 de GSH e um tempo de resposta de 15 minutos. O segundo sensor aborda a eletrossíntese de um nanocompósito baseado no CuBTC e nanopartículas de ouro estabilizadas com PVP, o qual foi denominado Au@CuBTC. As características morfológicas e estruturais do novo composto foram investigadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA), difração de raios-X de pó (XRPD) e espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e sua aplicação como sensor eletroquímico para quantificação da GSH foi avaliada pela voltametria de onda quadrada. De acordo com os resultados obtidos, foi observado que o uso das nanopartículas na estrutura da rede metal-orgânica aumentou significativamente a sensibilidade e o tempo de resposta do eletrodo. A curva analítica do sensor mostrou uma faixa de resposta linear entre 10 - 40 μmol L-1 de GSH e um limite de detecção de 0,3 μmol L-1, com tempo de resposta de 60 segundos. Os sensores propostos apresentam-se como tecnologias inovadoras e abre caminhos para aplicações das redes metal orgânicas na eletrocatálise e na construção de sensores atrativos para a detecção de glutationa em fluidos biológicos.

Neste trabalho, 2 diferentes procedimentosforam utilizados para a extração de lignina a partir do licor negro, caracterizando-se quimicamente as amostras de lignina obtidas em relação a umalignina comercial, visando a aplicação no desenvolvimento de sensores voltamétricos. A análise elementar, espectroscopia na região do infravermelho, análise térmica e caracterização eletroquímica do material mostraram que, tanto a origem da lignina quanto a metodologia de obtenção da mesma, a partir do licor negro, podem fornecer materiais com propriedades químicas distintas, embora possuam comportamento eletroquímico similar. Observou-se, também, que a lignina só pode ser armazenada na forma sólida,devido à oxidação pelo oxigênio dissolvidodurante o tempo em que a solução mãe é armazenada.No entanto, a oxidação dalignina é necessária quando se tem por objetivo o desenvolvimento de sensores voltamétricos, devido a predominância de carbonos sp2na estrutura químicaoxidada, condição em que se obtém maior condutividade. Constatou-se também a necessidade de utilizar um transdutor metálico para o desenvolvimento de eletrodos qumicamente modificados com este material, visto que os eletrodos de carbono modificados com lignina oxidada ou não oxidada não apresentaram atividade eletroquímica. Devido à pequena porcentagem de enxofre existente na estrutura química, a lignina oxidada tende a se organizar pelos grupamentos SH quando na presença de ouro, expondo os grupamentos quinônicos eletroativos. A lignina oxidada ainda foi utilizada no preparo de eletrodo de pasta de carbono com nanopartículas de ouro, na qual a lignina oxidada impregnada no grafite atua como redutor \"in-situ\" do ouro, permitindo o preparo de um sensor voltamétrico versátil, capaz de realizar a determinação de ácido ascórbico, dopamina, nitrito e iodato. No que tange ao comportamento eletroquímico de fármacos e estudos de interação fármaco-DNA, eletrodos de carbono foram modificados com DNAdupla fita com a finalidade de monitorar a interação DNA-Gemcitabina.O fármaco não apresentou atividade eletroquímica tanto na região positiva quanto na região negativa de potencial. A interação do mesmo com o DNA promove a condensação/agregação das duplas fitas do DNA em uma primeiraetapa, seguida da clivagem do nucleosídeo guanosina, formando guanina livre. O comportamento eletroquímico de leflunomida e sulfasalazina, dois fármacos aplicados ao tratamento da artrite reumatóide, foi estudado e mecanismos de oxidação foram propostos para cada fármaco. / The chemical properties of samples of lignin, which were precipitated from black liquor using two different methodologies (precipitation with CO2 and H2SO4), were studied and the results compared to those obtained from a commercial lignin sample in order to prepare voltammetric sensors. The elementary analysis, infrared spectroscopy, thermal analysis and electrochemical characterization of the material demonstrated that both, the source of lignin and the precipitation method from the black liquor, can provide lignin samples with different chemical properties, although the electrochemical behavior of all samples has been the same. Lignin could only be stored in solid form as lignin in the black liquor is slowly and quantitatively oxidized by dissolved oxygen, preventing the extraction procedures. However, the lignin as extracted from black liquor cannot be used to modify solid electrodes due its high resistivity. The previous oxidation of the all material was necessary when the aim was its application on the sensors development. The electrical conductivity in the oxidized lignin was achieved, probably due to the predominance of sp2 hybridized carbon atoms, which improved orbital overlapping in the material. In addition, it was necessary to use a metallic transducer to produce electrodes modified with films of lignin with good electrochemical activity. The films drying time was also important parameter, which suggested a specific organization of lignin macromolecules over the electrode surface. Due to the small percentage of sulfur in the material, the oxidized lignin tended to be organized by the SH groups in the presence of metallic substrates, exposing its electroactive quinone groups. The oxidized lignin was further used to prepare carbon paste electrodes modified with gold nanoparticles, in which the impregnated oxidized lignin on graphite acted as an \"in situ\" reducing agent towards HAuCl4.The resulting composite allowed the preparation of a versatile voltammetric sensor, capable of detecting ascorbic acid, dopamine, nitrite and iodate. Regarding the electrochemical behavior and drug interaction studies DNA-molecule, carbon electrodes were modified with double strand DNA with the purpose of monitoring Gemcitabine-DNA interaction. The drug showed no electrochemical activity both, in the positive and the negative potential. The Gemcitabine-DNA interaction promoted condensation / aggregation of the double strand DNA in a first step, followed by cleavage of the nucleoside guanosine in the form of free guanine. In addition, the electrochemical behavior of sulfasalazine and leflunomide, two pharmacological compounds applied to the treatment of rheumathoid arthritis, were studied and their oxidation mechanisms were proposed.

A glicose é um açúcar redutor importante na dieta humana, sendo abundante em diversos alimentos, como sucos de frutas, mel, iogurtes e refrigerantes e pode ser facilmente ingerido e metabolizado. Ela fornece a energia para o corpo humano, entretanto, diversos desequilíbrios metabólicos estão associados com variações no teor de glicose no sangue, saliva ou urina. Sendo assim é preciso desenvolver métodos de baixo custo, simples e rápidos que permitam o monitoramento deste metabólito. Portanto, no presente trabalho foi desenvolvido e caracterizado um eletrodo composto por uma superfície bifuncional de Pt/Au, onde a superfície de Au foi modificada com uma monocamada auto-organizada de cistamina na qual foi ancorada a enzima glicose oxidase e a superfície da Pt com ferroceno, para determinação de glicose em amostras alimentícias. O eletrodo foi construído utilizando-se um eletrodo de platina, sobre o qual foram eletrodepositado nanoestruturas de ouro, através de voltametria linear em uma solução contendo o ânion tetracloroáurico. As nanoestruturas de ouro foram modificadas com o alcanotiol cistamina, formando uma camada auto-organizada, para servir de plataforma para ancoragem da glicose oxidase. O peróxido de hidrogênio, que é um dos produtos da reação enzimática foi determinado na platina modificada com ferroceno. Sendo assim, as nanoestruturas de ouro serviriam de sítios específicos para as enzimas, e a platina modificada com ferroceno servirá para quantificar o produto da reação enzimática. Para a detecção da glicose foram construídos três eletrodos, o eletrodo embutido (EE) para detecção de glicose em refrigerantes, o eletrodo por evaporação de platina (EEP) para detecção de glicose em amostras de iogurte e o ultramicroeletrodo (UME) para futuras aplicações de detecção de glicose por métodos não invasivos. Encontrou-se um limite de detecção de 2,4 µmol L-1 para o eletrodo EE, de 2,2 µmol L-1 para o eletrodo EEP e 0,03 µmol L-1 para o UME. Foram realizados diversos tratamentos estatísticos como erro relativo, desvio padrão e incertezas para verificar a resposta do eletrodo. Por fim, os eletrodos desenvolvidos foram aplicados na detecção de glicose em amostras de refrigerantes, chás e iogurtes, e obteve-se uma resposta satisfatória para a detecção do analito nestas amostras. / Glucose is a reducing sugar very important in the human diet and is abundant in many foods, such as fruit juices, honey, yogurt and soft drinks and can be easily ingested and metabolized. It provides the energy for the human body perform its healthy functioning. However, many metabolic imbalances associated with variations in the level of glucose in the blood, urine or saliva. Therefore it is necessary to develop methods cheap, simple and quick to allow the monitoring of this metabolite. Therefore, in the present work was developed and characterized an electrode composed of a bifunctional surface Pt/Au, where Au surface was modified with a selforganized monolayer of cystamine which was anchored in the enzyme glucose oxidase and the surface of Pt with ferrocene for the determination of glucose in food samples. The electrode was constructed using a platinum electrode, which was electrodeposited gold nanostructures, using the technique of linear voltammetry in a solution containing the anion tetrachloroauric. The gold nanostructures were modified with cystamine alkanethiol forming a self-organized layer to serve as a platform for anchoring the glucose oxidase. Hydrogen peroxide, which is a product of the enzyme reaction, was determined in the platinum modified with ferrocene. Therefore, the gold nanostructures serve as sites for specific enzymes, and platinum modified with ferrocene serve to quantify the product of the enzymatic reaction. For detection of glucose were built three electrodes, the electrode embedded (EE) for detecting glucose in soft drinks, the electrode by evaporating platinum (EEP) for detection of glucose in samples of yogurt and ultramicroelectrode (UME) for future sensing applications glucose through non-evasive. We found a detection limit of 2.4 µmol L-1 to the electrode EE, 2.2 µmol L-1 to the electrode EEP and 0.03 µmol L-1 for UME. Various statistical treatments were performed as relative error, standard deviation and uncertainties to check the response of the electrode. Finally, the electrodes developed were applied to the detection of glucose in samples of soft drinks, teas and yogurts, which gave a satisfactory response to the detection of the analyte in food samples.

Neste trabalho desenvolveu-se um sensor eletroquímico a partir da modificação de superfície de um eletrodo de carbono vítreo com nanopartículas metálicas de Pt e intermetálicas de NiSb suportadas em carbono Vulcan® XC72. Tal modificação visou à obtenção de um sensor de baixo custo, simples e rápido para determinação do cloridrato de tetraciclina (TTC). A tetraciclina é um fármaco com propriedades antibióticas amplamente utilizado na saúde humana e animal devido sua baixa toxicidade e fácil obtenção. A modificação de superfície do eletrodo de trabalho foi realizada a partir da adição de uma suspensão das nanopartículas em dimetilformamida (DMF) (1 mg/1 mL) sobre a superfície do eletrodo previamente limpo e os estudos voltamétricos conduzidos utilizando as técnicas de voltametria cíclica, voltametria de pulso diferencial e cronoamperometria. Como consequência dos resultados obtidos, prosseguiu-se apenas com os estudos da nanopartícula de Pt na construção de um sensor para determinação da TTC. As nanopartículas apresentam propriedades diferentes daquelas exibidas pelo mesmo material quando estes se encontram em partículas de maior tamanho como bulks, e dentre suas principais características, o aumento da área superficial provocado pela modificação do eletrodo mostrou resultados promissores na detecção e quantificação do analito. Após diversos estudos sobre o eletrólito de suporte e o pH, obteve-se a melhor resposta voltamétrica em solução de tampão fosfato 0,10 mol L-1 pH 3,0 através da voltametria cíclica tanto na determinação do analito em água purificada quanto na determinação em urina sintética. O eletrodo modificado com nanopartículas de Pt apresentou resposta linear na faixa de 9,99 e 44,01 µmol L-1, limite de detecção 4,28 µmol L-1 e limite de quantificação 14,26 µmol L-1. A aplicação do eletrodo em uma amostra de urina sintética ocorreu com sucesso, alcançando um valor de concentração com diferença de 3% para o valor real. / In this work it was developed an electrochemical sensor by the surface modification of a glassy carbon electrode with metallic Pt nanoparticles and intermetallic NiSb nanoparticles in Vulcan® XC72 carbon as the support. Such surface modification sought to obtain a low cost sensor, easy to work and quick working to determine tetracycline hydrochloride. The tetracycline is a drug with antibiotics properties widely used in human and animal treatment due to its low toxicity and easy obtainability. The surface modification of the work electrode was accomplished through the addition of a suspension of the nanoparticles in dimethylformamide (1 mg/1 mL) in the electrode surface previously cleaned and the voltammetric studies conducted with the use of techniques such as cyclic voltammetry, differential pulse voltammetry and chronoamperometry. As a consequence of the obtained results, only the studies with the sensor developed with Pt nanoparticles were continued for the tetracycline determination. The nanoparticles presents different properties of those shown by the same material when these are in bigger forms, such as bulks and among the main characteristic, the superficial area increase caused by the electrode modification shown promising results for the detection and quantification of the analyte. After several studies about the supporting electrolyte and the pH, it was obtained a better voltammetric response in phosphate buffer solution 0.1 mol L-1 and pH 3.0 for the determination of the analyte in purified water and synthetic urine. The modified electrode with metallic Pt nanoparticles had a linear response in the range 9.99 to 44.01 µmol L-1 with a detection limit of 4.28 µmol L-1 and quantification limit of 14.26 µmol L-1. The electrode application in a synthetic urine sample was a success, reaching concentration values with a difference within 3% of the real value.