Orientador: Prof. Dr. Wendel Andrade Alves / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2015. / Com o desenvolvimento da nanociencia e nanotecnologia tem sido possivel construir
e manipular diferentes materiais na escala nanometrica para as mais diversas
aplicacoes como: em medicina, em cosmeticos, dispositivos eletronicos, sensores,
biossensores, entre outras. Neste trabalho, apresentamos um estudo baseado na
auto-organizacao de micro/nanoestruturas de peptideo (MNTs-FF), via fase solidavapor,
sobre um eletrodo de ouro modificado com 4-mercaptopiridina (Au/MCP),
visando aplicacao para deteccao de ureia. Estudamos a influencia do solvente no
processo de nanoestruturacao do peptideo e observamos que o arranjo estrutural na
qual a MNTs se cristaliza interfere fortemente na estabilidade do eletrodo, sendo a
estrutura ortorrombica P22121, obtida em vapor de anilina, mais estavel do que a
hexagonal P61, em vapor de agua. Essa diferenca estrutural e a chave para o bom
desempenho do sensor, porque fornece uma interface contendo sitios de nitrogenio
e oxigenio capaz de estabelecer ligacoes com a piridina do substrato (Au) e com os
ions amonio e ureia, via interacoes cations ¿Î e ou ligacoes de hidrogenio,
apresentando valor de sensibilidade e limite de deteccao para ureia de
aproximadamente 81,3 ¿ÊA cm.2 mmol.1 L e 0,06 mmol L-1, respectivamente. A
funcionalizacao das MNTs-FF com polianilina e pireno permitiu o ancoramento
covalente da enzima urease a superficie do eletrodo Au/MCP/MNTs-FF, com
sensibilidade e limite de deteccao frente a deteccao de ureia de
30.0 ¿ÊA cm-2 mmol L-1 e 0.17 mmol L-1 para o eletrodo contendo PANI/Urs, e
4.57 ¿ÊA cm-2 mmol L-1 e 0.15 mmol L-1 para o eletrodo pireno/Urs respecticamente.
As MNTs-FF sintetizadas na presenca de nanotubos de carbono (NTc) nao
apresentaram alteracao morfologica, porem, estudos de espectroscopia de
impedancia eletroquimica (EIE) apontaram uma diminuicao na resistencia a
transferencia de carga para o tres sistemas estudados: Au/MCP/MNTs-FF,
Au/MCP/NTc/MNTs-FF, Au/MCP/NTc/MNTs-FF/Urs, Rtc 35,0, 0,80, 0,14 k¿¶,
respectivamente, apresentando sensibilidade e limite de deteccao frente a deteccao
de ureia de 1,5 ¿ÊA cm-2 mmol L-1 e 0,1 mmol L-1 respectivamente. / The development of nanoscience and nanotechnology open up possibilities for the
building and construction of distinct materials in the nanometric scale for many
different application, such as: in medicine, cosmetics, electronic devices, (bio)
sensors, among others. In this work, we presented the self-assembly of peptide
micro/nanostructures based in diphenylalanine (MNTs-FF), via solid-vapor phase, on
gold electrode modified with 4-mercaptopyridine (Au/MCP), for urea sensing. We
studied the influence of the solvent on the peptide self-assembly process, and
observed that the structural arrangement in which the MNTs-FF crystallizes strongly
influences the electrode stability, the orthorhombic P22121 structure were obtained
under aniline vapor, that is more stable than the hexagonal P61 obtained under water
vapor interaction. This structural difference is the key to the good sensing
performance, because it provides an appropriate interface, containing nitrogen and
oxygen sites able to establish bonds with the pyridine, and the ammonium ion or urea
molecule, via cation ð interactions and or hydrogen bonds, with the sensitivity and
detection limit for the urea sensing of ~ 81.3 ìA cm-2 mmol L-1 and 0.06 mmol L-1,
respectively. The functionalization of MNTs-FF with polyaniline and pyrene allowed
the covalent anchoring of the enzyme urease the surface of the electrode
Au/MCP/MNTs-FF, with sensibility and detection limit for urea sensing of 30.0 ìA cm-
2 mmol L-1 and 0.17 mmol L-1 for the PANI/Urs, and 4.57 ìA cm-2 mmol L-1 and 0.15
mmol L-1 for the pyrene/Urs electrode respectively. The MNTs-FF synthesized in the
presence of carbon nanotubes (NTC) showed no morphological change, however,
studies of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) showed a decrease in
charge transfer resistance for the three systems studied, Au/MCP/MNTs-FF,
Au/MCP/NTc/MNTs-FF, Au/MCP/NTc/MNTs-FF/Urs, Rtc 35,0, 0,80, 0,14 kÙ,
respectively, the sensibility and detection limit for urea detection of 1.5 ìA cm-2 mmol
L-1 and 0.1 mmol L-1 respectively.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:79324 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Bianchi, Roberta Martins da Costa |
| Contributors | Alves, Wendel Andrade, Zanoni, Maria Valnice Boldrin, Naal, Zeki, Garcia, Janaina de Souza |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf, 116 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=79324&midiaext=71876, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=79324&midiaext=71877, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=79324 |
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