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Previous issue date: 2012-03-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Ricin (RCA 60) is an inhibitor of ribosomes protein toxic, of class II, extracted from castor bean endosperm of the seed, consisting of two peptide chains (RCA-A 30 and RCA-B 30) linked by a disulfide bridge covalently formed by the combination of 17 amino acid residues. Its toxicity has been observed in animals, insects and humans, being by inhalation, ingestion or injection, and, therefore, has been used in the production of chemical weapons, paradoxically, with medical applications. The main analytical methods for the detection and determination of RCA 60 employing chromatographic separations, biosensors and immunochemical assays. In another hand, there are no reports in the literature employing voltammetry for determining RCA 60. In this work the electrochemical oxidation of the RCA 60 was studied using a glassy carbon electrode (GC). Moreover, it has been developed a voltammetric method by square wave voltammetry (SWV) with pre-concentration over a boron-doped diamond electrode (BDD) for determination of ricin. Two main peaks of quasi-reversible electrochemical oxidation of the RCA 60 were observed on GC by SWV and cyclic voltammetry. The study of the pH by differential pulse voltammetry showed wide dependency (2.0 ≤ pH ≤10.0) at the peak potentials, so that the reaction mechanism involves transferring of 2H+/2e- and 1H+/1e-, to the P1 and P2, respectively, with appearance of an oxidation product at pH 7.0 due to peak P2. Both peaks showed maximum current intensity at pH 7.0. Although similar electrochemical behavior was observed for samples of RCA 60 different cultivars in this electrode, the strong evidence of poisoning of the electrode surface was decisive for the choice of BDD for the development of a voltammetric method. Tests with an analytical standard RCA 60 chain A (RCA-A 30) on GC, confirm the peaks P1 and P2. P2 is more sensitive for analytical purposes. An irreversible behavior for P2 was observed for the RCA-A 30 in sulfuric acid (0.1 mol L-1, pH 1.0), facilitated by pre-concentration by adsorption on BDD. The excellent voltammetric response of the pre-concentrate material, allowed the development of a sensitive and reliable method, with a linearity range from 3.3 to 94 nmol L-1 with a limit of detection and quantification of 19.0 and 62.0 g L-1, respectively. Recovery of 90.9% was verified for 3.3 x 10-8 mol L-1 of RCA-A 30 spiked in a RCA 60 extracted from the castor bean cultivar BRS Paraguaçu sample, which are within the limits suggested by the AOAC. New applications of the method for other real samples are in progress. / A Ricina (RCA 60) é uma proteína tóxica inibidora dos ribossomos, de classe II, extraída do endosperma da semente da mamona, constituída por duas cadeias peptídicas (RCA-A 30 e RCA-B 30) ligadas covalentemente por uma ponte dissulfeto, formada pela combinação dos resíduos de 17 aminoácidos essenciais. Sua toxicidade tem sido observada em animais, insetos e humanos, seja por inalação, ingestão ou injeção, tendo, por conseguinte, sido utilizada na produção de armas químicas, paradoxalmente, com aplicações medicinais. Os principais métodos analíticos para a detecção e determinação de RCA 60 empregam separações cromatográficas, biossensores e ensaios imunoquímicos. Por outro lado, não existem trabalhos na literatura que empregam voltametria para determinação de RCA 60. Assim, neste trabalho a oxidação eletroquímica da RCA 60 foi estudada usando um eletrodo de carbono vítreo (CV). Além disso, foi desenvolvido um método voltamétrico por voltametria de onda quadrada (VOQ) para a determinação da RCA-A 30 com pré-concentração, empregando um eletrodo de diamante dopado com boro (DDB). Dois principais picos de oxidação eletroquímica quase-reversíveis da RCA 60 foram verificados sobre CV por VOQ e voltametria cíclica. O estudo do pH por voltametria de pulso diferencial revelou ampla dependência (2,0 ≤ pH ≤ 10,0) com os potenciais de pico de modo que o mecanismo de reação envolve a transferência de 2H+/2e- e 1H+/1e-, para os P1 e P2, respectivamente, com surgimento de um produto de oxidação em pH 7,0, decorrente do pico P2. Ambos os picos apresentaram intensidade de corrente máxima em pH 7,0. Embora tenha sido observado comportamento eletroquímico similar para amostras de RCA 60 de cultivares diferentes nesse eletrodo, a forte evidência de envenenamento superficial do eletrodo foi determinante para a escolha do DDB para desenvolvimento do método voltamétrico. Testes com o padrão analítico da cadeia A da RCA 60 (RCA-A 30), confirmam os picos P1 e P2, sendo P2 mais sensível para fins analíticos. Um comportamento irreversível para P2 foi diagnosticado para RCA-A 30 em ácido sulfúrico (0,1 mol L-1, pH 1,0), facilitado pela pré-concentração por adsorção sobre DDB. A excelente resposta voltamétrica do material pré-concentrado, permitiu o desenvolvimento de um método sensível e confiável, com uma faixa de linearidade de 3,3 a 94 nmol L-1 com um limite de detecção e quantificação de 19 e 62 g L-1, respectivamente. Recuperação de 90,9% foi verificado para 3,3 x 10-8 mol L-1 de RCA-A 30 em um extrato deslipidado de RCA 60, extraído da cultivar de mamoneira BRS Paraguaçu, respectivamente, o que está dentro dos limites sugeridos pela AOAC. Novas aplicações do método para outras amostras de cultivares de mamoneira estão em curso.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/7078 |
| Date | 23 March 2012 |
| Creators | Ribeiro, Williame Farias |
| Contributors | Araújo, Mário César Ugulino de |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Química, UFPB, BR, Química |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 1435648362225100898, 600, 600, 600, 600, 9054006085480167889, 1571700325303117195, 2075167498588264571 |
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