Desenvolvimento de dispositivo analítico usando impressão 3D para análises voltamétricas em microvolumes

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Azevedo, Gustavo Chevitarese
• Orientador(a): Matos, Renato Camargo
• Banca de defesa: Muñoz, Rodrigo Alejandro Abarza, Dornellas, Rafael Machado, Oliveira, Marcone Augusto Leal de, Andrade, Gustavo Fernandes Souza
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Química
• Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Impressão 3D; Metais traço; Dopamina; Catecol; Ferroceno; Microeletrodo; 3D printing; Trace metals; Dopamine; Catechol; Ferrocene
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/10072

A tecnologia de impressão 3D (manufatura aditiva) tem se mostrado uma poderosa ferramenta para a construção de dispositivos analíticos. Neste contexto, este trabalho traz como novidade um adaptador para micropipetas comerciais, impresso em copolímero de acrilonitrila butadieno estireno (ABS) ou ácido polilático (PLA), permitindo o uso de microeletrodos no interior de ponteiras plásticas. O trabalho trata ainda sobre a construção de um puxador de micropipetas de vidro (micropipette puller) simplificado, com materiais de fácil aquisição para a obtenção de capilares para a confecção dos microeletrodos. Os microeletrodos fabricados foram caracterizados eletroquimicamente e através de microscopia óptica, com uma boa concordância nos valores de diâmetro medidos (cerca de 10,01 μm para platina e 18,57 μm para ouro). Foi realizada a determinação de catecol em suor e saliva sintéticos utilizando volumes reduzidos de amostra (5 μL), com valores de recuperação que variaram de 90 a 110 %. Foram estabelecidos ainda limites de detecção e quantificação instrumentais da ordem de 18 e 54 μmol L-1, respectivamente, para a amostra de saliva sintética e 51,5 e 156,0 μmol L-1, respectivamente, para a amostra de suor sintético. Em um segundo momento, o adaptador foi testado em diferentes solventes orgânicos e aplicado na determinação de ferroceno em 10 μL de DMF apresentando linearidade na faixa de 41 a 142 μmol L-1. Limites de detecção e quantificação de 7,5 e 22,8 μmol L-1, respectivamente, foram estabelecidos para o microeletrodo de platina e 6,1 e 18,5 μmol L-1, respectivamente, para o microeletrodo de ouro. Foi ainda comprovado o processo de difusão radial envolvido, através do critério de Thomeš, obtendo-se um valor de 55,2 mV. No terceiro trabalho, foi desenvolvido um método eletroanalítico para determinação de dopamina usando microeletrodo de ouro modificado com platina, os testes mostraram que a modificação traz um ganho de cerca de 40 % de sinal analítico, e que a presença de dopamina no meio foi altamente dependente do pH, com a consequente perda de sinal analítico. O método proposto foi avaliado com relação aos limites de detecção e quantificação, que foram 15,6 e 51,9 μmol L-1, respectivamente. Outro trabalho desenvolvido foi a determinação de cobre em águas naturais, com limites de detecção e quantificação da ordem de 7,98 e 26,6 μg L-1 respectivamente e uma faixa linear entre o limite de quantificação e 500 μg L-1. Por fim, for realizada a determinação de chumbo em água de abastecimento usando microeletrodo de ouro modificado com filme de bismuto, com concentrações de chumbo entre 30 e 180 μg L-1.