This thesis reports the development of different electrochemical sensors based on carbon nanotubes (CNT) for the detection and determination of analytes of biological relevance, with evaluation of the analytical and kinetic parameters. The work is divided into three parts. In the first part, the electrochemical study of 3-nitro-L-tyrosine (3-NT) in protic medium is described, using the techniques of cyclic voltammetry and differential pulse. The development of a sensor based on CNT for the determination and quantification of 3-NT, is also shown, with a linear range of 10 - 100 μmol L-1 and a detection limit of 0.42 μmol L-1 in the cathodic range. In the anodic range, a linear range of 10 - 60 μmol L-1 and a detection limit of 1.83 μmol L-1 were obtained. In the second part, a sensor was developed based on CNT with electrochemically generated ferulic acid (FA) polymer, generated in situ to determine dopamine (DA). The techniques used to perform this work were cyclic voltammetry and chronoamperometry, which were used to evaluate kinetic and analytical parameters. Through chronoamperometry and the use of the Cottrell equation, the diffusion coefficient (DDA) and catalytic constant (kcat) values determined for DA were 2.48 x 10-6 cm2 s -1 and 1.15 X 104 M-1 s-1, respectively. The amperometric sensor has the following values for the determination of DA: linear range of 5-120 μmol L-1 and limit of detection of 2.2 μmol L-1. The third part describes the development of a nanostructured platform based on CNT and electrochemically oxidized capsaicin (CAP) for the determination of dopamine (DA) and epinephrine (EP). Thus, by means of chronoamperometric studies and Cottrell's equations, it was possible to obtain the values in relation to DA: DDA of 6.97 x 10-4 cm2 s -1 and kcat of 3.12 x 105 M -1 s -1, and in relation to EP, the values obtained were 4.00 × 10 -5 cm 2 s -1 and 2.41 × 104 M-1 s-1 for DEP and kcat, respectively. The amperometric sensor presented the following values in relation to the separate determinations of DA and EP: for DA, linear range of 5-115 μmol L-1 and detection limit of 1.8 μmol L-1; for EP, a linear range of 50-1150 μmol L-1 and a detection limit of 7.2 μmol L-1. Considering the results obtained in this work, the developed sensors justify their use for determination and quantification of 3-nitro-L-tyrosine, dopamine and epinephrine. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Essa tese apresenta o desenvolvimento de diferentes sensores eletroquímicos baseados em nanotubos de carbono (NTC) para detecção e determinação de analitos de relevância biológica, com avaliação dos parâmetros analíticos e cinéticos. O trabalho encontra-se dividido em três partes. Na primeira parte, descreve-se o estudo eletroquímico, em meio prótico, da 3-nitro-L-tirosina (3-NT), com a utilização das técnicas de voltametria cíclica e de pulso diferencial. Mostra-se, também, o desenvolvimento de um sensor baseado em NTC para a determinação e a quantificação da 3-NT, com obtenção de faixa linear de 10 – 100 mol L-1 e limite de detecção de 0,42 mol L-1 na faixa catódica. Na faixa anódica, foi obtida uma faixa linear de 10 – 60 mol L-1 e limite de detecção de 1,83 mol L-1. Na segunda parte foi desenvolvido um sensor baseado em NTC com polímero eletrogerado de ácido ferúlico (AF), gerado in situ para determinar dopamina (DA). As técnicas empregadas para a realização deste trabalho foram voltametria cíclica e cronoamperometria, as quais foram utilizadas para avaliar parâmetros cinéticos e analíticos. Através de cronoamperometria e com o emprego da equação de Cottrell, os valores de coeficiente de difusão (DDA) e de constante catalítica (kcat), determinados para DA, foram de 2,48 x 10-6 cm2 s-1 e 1,15 x 104 M-1 s-1, respectivamente. O sensor amperométrico permitiu obter os seguintes valores relativos à determinação de DA: faixa linear de 5-120 mol L-1 e limite de detecção de 2,2 mol L-1. Na terceira parte, é descrito o desenvolvimento de uma plataforma nanoestruturada baseada em nanotubos de carbono e polímero eletrogerado por oxidação de capsaícina (CAP) para determinação de dopamina (DA) e epinefrina (EP). Assim, por meio de estudos cronoamperométricos e equações de Cottrell, foi possível obter os valores em relação a DA: DDA de 6,97 x 10-4 cm2 s-1 e kcat de 3,12 x 105 M-1 s-1, e em relação a EP, os valores obtidos foram 4,00 x 10-5 cm2 s-1 e 2,41 x 104 M-1 s-1 para o DEP e kcat, respectivamente. O sensor amperométrico apresentou, em relação às determinações em separado de DA e EP, os seguintes valores: para DA, faixa linear de 5-115 mol L-1 e limite de detecção de 1,8 mol L-1; para EP, faixa linear de 50-1150 mol L-1 e limite de detecção de 7,2 mol L-1. Diante dos resultados obtidos nesse trabalho, os sensores desenvolvidos justificam as suas utilizações para determinação e quantificação de 3-nitro-L-tirosina, dopamina e epinefrina.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufal.br:riufal/2096 |
| Date | 13 September 2017 |
| Creators | Silva, Leonardo Vieira da |
| Contributors | Goulart, Marília Oliveira Fonseca, http://lattes.cnpq.br/5271094336884473, Souza, Antônio Albuquerque de, http://lattes.cnpq.br/7344135285199504, Zanta, Carmem Lúcia de Paiva, http://lattes.cnpq.br/2268382620314191, Bortoluzzi, Janaína Heberle, http://lattes.cnpq.br/6238767491074844, Areias, Madalena Carneiro de Cunha, http://lattes.cnpq.br/4859549698799682 |
| Publisher | Universidade Federal de Alagoas, Brasil, Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia, UFAL |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFAL, instname:Universidade Federal de Alagoas, instacron:UFAL |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | bitstream:http://www.repositorio.ufal.br:8080/bitstream/riufal/2096/2/license.txt, bitstream:http://www.repositorio.ufal.br:8080/bitstream/riufal/2096/1/Desenvolvimento+de+sensores+eletroqu%C3%ADmicos+baseados+em+nanotubos+de+carbono+e+pol%C3%ADmeros+de+%C3%A1cido+fer%C3%BAlico+e+capsaicina+para+detec%C3%A7%C3%A3o+e+quantifica%C3%A7%C3%A3o+de+3-nitro-l-tirosina%2C+epinefrina+e+dopamina.pdf |
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