[pt] O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de métodos eletro-analíticos utilizando eletrodos modificados com nanomateriais a base de carbono para determinação de analitos de interesse biológico (creatinina) e farmacológico (primaquina, INHHQ, tiomersal).
A determinação de primaquina (antimalárico) e de INHHQ (potencial medicamento para o tratamento de doenças neurodegenerativas) foi proposta usando eletrodo de carbono vítreo (GC) modificado com nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs) o qual promoveu uma melhora significativa na corrente faradaica e na resolução de pico obtida usando voltametria de onda quadrada (SWV) em tampão Britton-Robinson (BR) 0.02 mol L-1; pH 7.00 e KCl (0.25 mol L-1). Embora vários métodos para quantificar primaquina estejam reportados, muitos deles dependem de procedimentos considerados complexos e trabalhosos, portanto, a modificação proposta de GC usando MWCNTs é comparativamente fácil, levando a uma modificação robusta que produz resultados repetitivos, fornecendo também amplificação do sinal eletroquímico devido à área ativa aumentada e a taxa de transferência eletrônica aprimorada. Os GC/MWCNTs também forneceram, ao trabalhar em um pH adequado, maior resolução na detecção das diferentes etapas eletroquímicas envolvidas no processo redox da primaquina.
O eletrodo permitiu o limite de detecção (LOD) de 28 nmol L-1 para a primaquina e, quando associado a um procedimento simples baseado na extração líquido-líquido (LLE) e cromatografia em camada fina (TLC), foi alcançada a seletividade e a capacidade de determinar os níveis mais baixos esperados em amostras de urina. No caso do INHHQ, um método para quantificação por SWV foi relatado pela primeira vez. Além do uso do eletrodo GC/MWCNTs um prévio procedimento de TLC, permitiu a seletividade necessária para determinar o INHHQ no tecido cerebral de ratos Wistar. O LOD foi de 0.85 μmol L-1 e a faixa dinâmica linear cobriu duas ordens de magnitude (10-6 a 10-5 mol L-1).
Os pontos quânticos de grafeno (GQDs) foram escolhidos para modificar quimicamente os eletrodos utilizados para determinar tiomersal e creatinina. GQDs são fragmentos nanométricos de grafeno (presentes em dispersões como monocamada, poucas camadas ou multicamadas) onde o transporte de elétrons é confinado em suas dimensões. GQDs são estruturas baseadas em carbono que são biocompatíveis e apresentam baixa toxicidade. A pesquisa apresenta uma nova abordagem para a determinação de tiomersal (conservante em vacinas e cosméticos) em vacinas contra influenza usando GQDs como modificador do eletrodo de GC e explorando o efeito sinérgico entre GQDs, radiação visível e a diferença de potencial aplicado. Este sistema promove a oxidação do tiomersal, produzindo um aumento significativo na resposta (par redox Hg/Hg2positivo) em termos de intensidade de corrente usando SWV e tampão BR (0.02 mol L-1; pH 4.00 com KCl a 0.25 mol L-1). O LOD foi de 0.85 μmol L-1 e a faixa dinâmica linear cobriu três ordens de grandeza (10-6 a 10-4 mol L-1). Para a creatinina (um biomarcador para a disfunção renal), um composto de GQDs-cobre foi usado para modificar um eletrodo de ouro. A determinação da creatinina foi realizada utilizando SWV (tampão BR 0.02 mol L-1; pH 4.00 com KCl a 0.25 mol L-1). O método contou com a diminuição do pico de oxidação Cu/Cu2positivo na presença de creatinina, permitindo LOD de 50 nmol L-1 e faixa dinâmica linear, cobrindo três ordens de magnitude (10-6 a 10-4 mol L-1). A resposta SWV da creatinina foi atribuída à formação do complexo creatinina-Cu2+, sendo razoavelmente seletiva em relação a este analito. Todos os procedimentos desenvolvidos por voltametria foram adequadamente comparados com métodos de referência, sendo estatisticamente compatíveis. / [en] The goal of this work was the development of electro-analytical methods using electrodes modified with carbon-based nanomaterials for determination of analytes of biological (creatinine) and pharmacological interest (primaquine, INHHQ, thiomersal). The determination of primaquine (antimalarial) and INHHQ (potential drug for treatment of neurodegenerative diseases) was proposed using glassy carbon (GC) electrode modified with multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) that promoted significant improvement in faradaic current and better peak resolution obtained using square-wave voltammetry (SWV) in Britton-Robinson (BR) buffer 0.02 mol L-1; pH 7.00 and KCl (0.25 mol L-1). Although several methods to quantify primaquine are reported, many of these depend on procedure considered complex and laborious, therefore, the proposed GC modification using MWCNTs is comparatively easy, leading to a robust modification that produce repetitive results also providing amplification of the electrochemical signal due to the increased active area and improved electron-transfer rate. The GC/MWCNTs also provided, when working on a proper pH, higher resolution in detecting the different electrochemical steps involved in the redox process of primaquine. The electrode enabled limit of detection (LOD) of 28 nmol L-1 for primaquine and, when associated with a simple developed procedure, relying of liquid-liquid extraction (LLE) and thin-layer chromatography (TLC), it was achieved the selectivity and the capability to determine the lower levels expected in urine samples. In the case of INHHQ, a method for quantification by SWV was reported for the first time. In addition to the use of GC/MWCNTs electrode, a previous TLC procedure, enabled the selectivity required to determine INHHQ in brain tissue from Wistar rats. The LOD was 0.85 mol L-1 and the linear dynamic range covered two orders of magnitude (10-6 to 10-5 mol L-1).
Graphene quantum dots (GQDs) was chosen to chemically modify electrodes used to determine thiomersal and creatinine. GQDs are nanometric fragments of graphene (present in dispersions as monolayer, few layer or multilayer) where electron transport is confined in their dimensions. GQDs are carbon-based structure that are bio-compatible and present low toxicity. The research presents a new approach for the determination of thimerosal (preservative in vaccines and cosmetics) in influenza vaccines using GQDs as a modifier of the GC electrode and exploring the synergistic effect between GQDs, visible radiation and the applied potential difference. This system promotes thiomersal oxidation, producing a significant increase in response (Hg/Hg2 positive redox pair) in terms of current intensity using SWV and BR buffer (0.02 mol L-1; pH 4.00 with KCl at 0.25 mol L-1). The LOD was 0.85 μmol L-1 with linear dynamic range covering three orders of magnitude (10-6 to 10-4 mol L-1). For creatinine, a biomarker for the renal dysfunction, a GQDs-copper composite was used to modify a gold electrode. Determination of creatinine was made using SWV (BR buffer 0.02 mol L-1; pH 4.00 with KCl at 0.25 mol L-1). The method relied on the decreasing of the Cu2+/Cu oxidation peak in the presence of creatinine, enabling LOD of 50 nmol L-1 and linear dynamic range covering three orders of magnitude (10-6 to 10-4 mol L-1). The SWV response of creatinine was attributed to the formation of creatinine-Cu2 positive complex being reasonably selective towards this analyte. All procedures developed by voltammetry were adequately compared with reference methods, being statistically compatible.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:51025 |
| Date | 28 December 2020 |
| Creators | MARLIN JEANNETTE PEDROZO PEÑAFIEL |
| Contributors | RICARDO QUEIROZ AUCELIO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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