Tióis de importância biológica: eletroanálise em diferentes superfícies eletródicas e utilização de polímeros molecularmente impressos magnéticos para separação e avaliação de glutationa
Ano de defesa: | 2018 |
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Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Alagoas
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Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia
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Departamento: |
Não Informado pela instituição
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/2959 |
Resumo: | Tióis de relevância biológica (biotióis), os mais importantes antioxidantes endógenos sistêmicos e intracelulares, apresentam funções essenciais na proteção contra o dano oxidativo, causa bioquímica de uma série de doenças. Na classe, são incluídas proteínas com resíduos de cisteína e compostos sulfurados de baixa massa molecular. Devido à importância ambiental, bioquímica, química e farmacológica dos tióis e dissulfetos, sua determinação acurada tem ganhado atenção significativa na comunidade analítica. A detecção eletroquímica destes oferece vantagens analíticas. O presente trabalho tem como objetivos o desenvolvimento de estratégias eletroanalíticas para a determinação de vários biotióis, juntamente com a aplicação de técnicas seletivas baseadas em polímeros molecularmente impressos para a separação e quantificação de um dos mais importantes biotióis, a glutationa reduzida (GSH). Um método eletroquímico simples e sensível, baseado em voltametria cíclica (VC) e de pulso diferencial (VPD), para a determinação da N-acetilcisteína (NAC) e glutationa reduzida (GSH), em eletrodo de carbono vítreo (ECV), foi desenvolvido, com base na reatividade química entre tióis e dissulfetos, no caso, o dissulfeto ácido lipoico (LipS 2 ). Os resultados indicaram que a presença de LipS 2 , em solução, em ECV, facilitou a oxidação eletroquímica de tióis: NAC, GSH, cisteína (Cys) e homocisteína (HCys), com um aumento substancial da corrente, no potencial da oxidação de LipS 2 , em pH neutro. O LipS 2 desempenha um importante papel como mediador redox, em solução, sendo regenerado, após oxidação e captura de elétrons dos tiolatos analisados. Em condições otimizadas, empregando VPD, as curvas analíticas para NAC e GSH foram obtidas no intervalo de 1 a 10 μmol L -1 e 1 até 60 μmol L -1 , respectivamente. A quantificação foi realizada com alta sensibilidade, reprodutibilidade e limite de detecção (LD) submicro de 0,27 e 0,67 μmol L -1 para NAC e GSH, respectivamente. O método adição de padrão foi aplicado com sucesso na determinação de NAC e GSH em amostras de saliva artificial e urina humana, com excelentes resultados de recuperação. O desempenho analítico do método foi, também, avaliado usando um eletrodo de diamante dopado com boro (DDB), para a determinação de NAC. As figuras de mérito analíticas para NAC revelaram um intervalo de 1 a 100 μmol L -1 e LD em nível nanomolar (93 nmol L -1 ). O método foi aplicado com sucesso para quantificar NAC em preparações farmacêuticas (cápsulas, xarope e em suspensão), sem efeitos de matriz. O presente estudo evidenciou que a reação homogênea redox entre os tiolatos estudados e o LipS 2 , em dois eletrodos não modificados, constitui uma ferramenta analítica promissora, hábil para quantificar tióis de maneira simples, rápida, conveniente, sensível, de baixo custo e fácil preparação. Polímeros magnéticos molecularmente impressos (MMIP) são ferramentas analíticas eficientes, hábeis em realizar detecção e separação de analitos, em amostras complexas. Nesse trabalho, o analito utilizado foi GSH. A síntese do MMIP foi realizada por termopolimerização e fotopolimerização, variando o monômero funcional (alilamina e acrilamida). O MNIP foi sintetizado de maneira semelhante sem a presença de GSH. O MMIP foi lavado, para remoção da molécula impressa (GSH). Os MMIPs e MNIPs foram avaliados por espectrofotometria UV/Vis. Os materiais sintetizados foram caracterizados fisicamente, com diferença significativa entre o MMIPs e MNIPs, indicativas de ligações especificas no MMIPs, sendo material promissor para captura e detecção de GSH. |
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Tese (Doutorado em Química e Biotecnologia) – Instituto de Química e Biotecnologia, Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2018.http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/2959Tióis de relevância biológica (biotióis), os mais importantes antioxidantes endógenos sistêmicos e intracelulares, apresentam funções essenciais na proteção contra o dano oxidativo, causa bioquímica de uma série de doenças. Na classe, são incluídas proteínas com resíduos de cisteína e compostos sulfurados de baixa massa molecular. Devido à importância ambiental, bioquímica, química e farmacológica dos tióis e dissulfetos, sua determinação acurada tem ganhado atenção significativa na comunidade analítica. A detecção eletroquímica destes oferece vantagens analíticas. O presente trabalho tem como objetivos o desenvolvimento de estratégias eletroanalíticas para a determinação de vários biotióis, juntamente com a aplicação de técnicas seletivas baseadas em polímeros molecularmente impressos para a separação e quantificação de um dos mais importantes biotióis, a glutationa reduzida (GSH). Um método eletroquímico simples e sensível, baseado em voltametria cíclica (VC) e de pulso diferencial (VPD), para a determinação da N-acetilcisteína (NAC) e glutationa reduzida (GSH), em eletrodo de carbono vítreo (ECV), foi desenvolvido, com base na reatividade química entre tióis e dissulfetos, no caso, o dissulfeto ácido lipoico (LipS 2 ). Os resultados indicaram que a presença de LipS 2 , em solução, em ECV, facilitou a oxidação eletroquímica de tióis: NAC, GSH, cisteína (Cys) e homocisteína (HCys), com um aumento substancial da corrente, no potencial da oxidação de LipS 2 , em pH neutro. O LipS 2 desempenha um importante papel como mediador redox, em solução, sendo regenerado, após oxidação e captura de elétrons dos tiolatos analisados. Em condições otimizadas, empregando VPD, as curvas analíticas para NAC e GSH foram obtidas no intervalo de 1 a 10 μmol L -1 e 1 até 60 μmol L -1 , respectivamente. A quantificação foi realizada com alta sensibilidade, reprodutibilidade e limite de detecção (LD) submicro de 0,27 e 0,67 μmol L -1 para NAC e GSH, respectivamente. O método adição de padrão foi aplicado com sucesso na determinação de NAC e GSH em amostras de saliva artificial e urina humana, com excelentes resultados de recuperação. O desempenho analítico do método foi, também, avaliado usando um eletrodo de diamante dopado com boro (DDB), para a determinação de NAC. As figuras de mérito analíticas para NAC revelaram um intervalo de 1 a 100 μmol L -1 e LD em nível nanomolar (93 nmol L -1 ). O método foi aplicado com sucesso para quantificar NAC em preparações farmacêuticas (cápsulas, xarope e em suspensão), sem efeitos de matriz. O presente estudo evidenciou que a reação homogênea redox entre os tiolatos estudados e o LipS 2 , em dois eletrodos não modificados, constitui uma ferramenta analítica promissora, hábil para quantificar tióis de maneira simples, rápida, conveniente, sensível, de baixo custo e fácil preparação. Polímeros magnéticos molecularmente impressos (MMIP) são ferramentas analíticas eficientes, hábeis em realizar detecção e separação de analitos, em amostras complexas. Nesse trabalho, o analito utilizado foi GSH. A síntese do MMIP foi realizada por termopolimerização e fotopolimerização, variando o monômero funcional (alilamina e acrilamida). O MNIP foi sintetizado de maneira semelhante sem a presença de GSH. O MMIP foi lavado, para remoção da molécula impressa (GSH). Os MMIPs e MNIPs foram avaliados por espectrofotometria UV/Vis. Os materiais sintetizados foram caracterizados fisicamente, com diferença significativa entre o MMIPs e MNIPs, indicativas de ligações especificas no MMIPs, sendo material promissor para captura e detecção de GSH.Biologically relevant thiols (biothiols), the most important systemic and intracellular endogenous antioxidants, play essential roles in the protection against oxidative damage, cause of several diseases. They include proteins with reduced cysteine residues and low-molecular weight (LMW) sulfur compounds. As the result of environmental, biochemical, clinical, and pharmacological importance of the thiols and disulfides, an accurate determination has gained significant attention within the analytical community. Electrochemical detection offers advantages in terms of analytical methods. The present work aims to develop electroanalytical strategies for determination of several biothiols, together with a selective approach based on molecular imprinted polymer for the separation and quantification of one of the most important biothiols, reduced glutathione (GSH). A simple and sensitive electrochemical method for the determination of N-acetyl- cysteine (NAC) and reduced glutathione (GSH), on glassy carbon electrode (GCE), using cyclic (CV) and differential pulse (DPV) voltammetries, was developed, based on the chemical reactivity between sulfides and disulfides, especially the lipoic acid (LipS 2 ). The results indicate that lipoic acid (LipS 2 ) can facilitate the electrochemical oxidation of thiolates, in a neutral pH, with a substantial increase in the anodic current, for the oxidation of NAC, GSH, cysteine (Cys) and homocysteine (HCys). LipS 2 plays an important role as a redox mediator, in solution, being regenerated, at the electrode surface, after oxidation and electron capture from the thiolates. Under optimized conditions, by DPV, the analytical parameters for NAC and GSH were obtained in the range of 1 up to 10 μmol L -1 and 1 up to 60 μmol L -1 , respectively. The quantification was performed with high sensitivity, reproducibility and submicro detection limit (LOD) of 0.27 and 0.67 μmol L -1 for NAC and GSH, respectively. The standard addition method was successfully applied to the determination of NAC and GSH, in artificial saliva and human urine samples, with excellent recovery results. The sensitivity of the method was also evaluated using a boron doped diamond electrode (BDDE) for the determination of NAC. Several analytical parameters were obtained for NAC, in the interval of 1 up to 100 μmol L -1 and nanomolar LOD of 93 nmol L -1 . The method was successfully applied to the quantification of NAC in pharmaceutical preparations (capsules, syrup and suspension), without matrix effects. The present study shows that the redox reaction between the studied thiolates and LipS 2 , in BDDE, is a promising analytical tool, which can be used for quantifying NAC in a simple, rapid, convenient, sensitive and low-cost way, for both unmodified electrodes. Magnetic Molecularly Imprinted Polymers (MMIP) are efficient analytical tools with high potential for detecting and separating analytes in complex matrices. In this work, the analyte used was GSH. Thus, the polymer synthesis for GSH identification was performed by thermopolymerization and photopolymerization, by varying the functional monomer (allylamine and acrylamide). MNIP was similarly synthesized, in the absence of GSH. MMIP was washed for removal of the imprinted molecule (GSH). The technique of analysis for the evaluation of MMIPs and MNIPs was UV/Vis spectrophotometry. The synthesized materials were physically characterized, with a significant difference between MMIPs and MNIPs, indicating that in MMIPs, a specific binding occurs, showing this device to be a promising material for GSH detection and separation.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de AlagoasPrograma de Pós-Graduação em Química e BiotecnologiaUFALBrasilCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICABiotiósGlutationaÁcido lipoicoN-acetilcisteínaPolímeros impressosGlutathioneLipoic acidN-AcetylcysteineMagnetic imprinted polymersTióis de importância biológica: eletroanálise em diferentes superfícies eletródicas e utilização de polímeros molecularmente impressos magnéticos para separação e avaliação de glutationaThiols biological importance: Electroanalysis on different electrodic surfaces and use of magnetic molecular imprinted polymers for separation and evaluatio of glutathioneinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instname:Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instacron:UFALLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81866http://www.repositorio.ufal.br/jspui/bitstream/riufal/2959/2/license.txt43cd690d6a359e86c1fe3d5b7cba0c9bMD52ORIGINALTióis de importância biológica_ eletroanálise em diferentes superfícies eletródicas e utilização de polímeros molecularmente impressos magnéticos para separação e avaliação de glutationa.pdfTióis de importância biológica_ eletroanálise em diferentes superfícies eletródicas e utilização de polímeros molecularmente impressos magnéticos para separação e avaliação de glutationa.pdfTióis de importância biológica: eletroanálise em diferentes superfícies eletródicas e utilização de polímeros molecularmente impressos magnéticos para separação e avaliação de glutationaapplication/pdf7177677http://www.repositorio.ufal.br/jspui/bitstream/riufal/2959/1/Ti%c3%b3is%20de%20import%c3%a2ncia%20biol%c3%b3gica_%20eletroan%c3%a1lise%20em%20diferentes%20superf%c3%adcies%20eletr%c3%b3dicas%20e%20utiliza%c3%a7%c3%a3o%20de%20pol%c3%admeros%20molecularmente%20impressos%20magn%c3%a9ticos%20para%20separa%c3%a7%c3%a3o%20e%20avalia%c3%a7%c3%a3o%20de%20glutationa.pdf6ffdb26b3874280572794533807c89e7MD51riufal/29592018-04-06 19:57:49.049oai:www.repositorio.ufal.br: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ório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufal.br/oai/requestri@sibi.ufal.bropendoar:46482018-04-06T19:57:49Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL) - Universidade Federal de Alagoas (UFAL)false |
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