CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Este trabalho contempla trÃs estratÃgias para o biossensoriamento de pesticidas da classe dos carbamatos (CBM) em alimentos naturais, utilizando biossensores à base de polifenoloxidases como dispositivos analÃticos: (i) eletrodo de pasta de nanotubos de carbono (EPNC) modificado com lacase de Tramites versicolor (LAC) por entrapment da enzima diretamente no material compÃsito, definido como LAC-EPNC; (ii) eletrodo de pasta de grafeno (EPG) modificado com filmes de Azul da PrÃssia (AP), seguido da imobilizaÃÃo de LAC por drop coating, definido como LAC/AP/EPG; e (iii) EPG modificado por eletrodeposiÃÃo de filme hÃbrido composto por quitosana (CS), nanopartÃculas 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 presenÃa dos nanotubos de carbono e do grafeno proporcionou uma sÃrie de vantagens aos dispositivos, a saber: aumento nos valores de corrente de pico, catÃlise do processo redox, melhoria na reversibilidade e, consequentemente, na cinÃtica de transferÃncia eletrÃnica. Filmes de AP (imobilizaÃÃo direta da enzima sem a necessidade de regente para cross-linking), CS (biocompatibilidade adequada, maior imobilizaÃÃo e fixaÃÃo das enzimas) e NpAu (reduÃÃo da resistÃncia a transferÃncia de carga) tambÃm apresentaram importante papel na configuraÃÃo eletrÃdica dos biossensores. As curvas analÃticas foram construÃdas 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 detecÃÃo variando de 0,001 a 0,093 mg kg-1) que contempla os limites mÃximos estabelecidos pelas agÃncias de seguranÃa e controle alimentar brasileira e europeia para resÃduos de CBM em hortaliÃas (tomate, alface e batata) e frutas cÃtricas (laranja, tangerina e limÃo), com baixo nÃvel de interferentes. Os ensaios de recuperaÃÃo foram realizados em extratos QuEChERS das amostras, com porcentagens de recuperaÃÃo variando de 91,0  0,1% a 101,10  0,1%; para contaminaÃÃes 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 anÃlise de CBM em matrizes alimentares. / 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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:7611 |
| Date | 10 December 2013 |
| Creators | Thiago Mielle Brito Ferreira Oliveira |
| Contributors | Adriana Nunes Correia, Pedro de Lima Neto, Helena Becker, Luiz Henrique Dall'Antonia, Orlando Fatibello Filho |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em QuÃmica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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