Sensor eletroquímico impresso em 3D ativado por plasma não-térmico de argônio para a determinação de metildopa

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Farines, Marie Hartmann
Orientador(a): Vieira, Iolanda da Cruz
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Link de acesso: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/264894
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2025.
id UFSC_e11bb457e312f928c3bc10e87c013d5b
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsc.br:123456789/264894
network_acronym_str UFSC
network_name_str Repositório Institucional da UFSC
repository_id_str
spelling Universidade Federal de Santa CatarinaFarines, Marie HartmannVieira, Iolanda da Cruz2025-05-07T23:26:16Z2025-05-07T23:26:16Z2025391498https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/264894Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2025.A impressão 3D tem se destacado como uma ferramenta promissora para o desenvolvimento de sensores eletroquímicos personalizados e de baixo custo. Os filamentos utilizados na impressão destes sensores geralmente são compostos por materiais carbonáceos condutivos, como o negro de fumo, em combinação com termoplásticos não-condutivos, como o ácido polilático. Contudo, a elevada porcentagem de termoplásticos na superfície dos sensores dificulta a passagem de corrente, o que exige um pré-tratamento de ativação. Dessa forma, foi desenvolvido um protocolo inédito para ativação da superfície de sensores impressos em 3D à base de negro de fumo e ácido polilático, empregando jato de plasma não-térmico de argônio para ativação, através de um sistema tipo plasma-pen em pressão atmosférica por apenas cinco minutos. O plasma produzido removeu parcialmente o ácido polilático, o que expõe o negro de fumo na superfície impressa e facilita a transferência de elétrons. Os sensores ativados e não-ativados foram caracterizados por técnicas morfológicas, como AFM, c-AFM, MEV, e por técnicas estruturais, como XRD, CA, FTIR e XPS. As técnicas de voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica foram utilizadas para caracterização dos eletrodos ativados pelo plasma não-térmico. A análise por impedância eletroquímica confirmou a eficácia da ativação, demonstrada pela redução da resistência à transferência de carga em comparação ao eletrodo não ativado. Sob condições otimizadas, uma curva de calibração foi obtida para metildopa por voltametria de onda quadrada em solução tampão Britton-Robinson (0,1 mol L-1; pH 5,0) com duas faixas lineares, a primeira de 0,01 a 0,1 µmol L-1 e a segunda de 0,5 a 100,0 µmol L-1, com um limite de detecção e quantificação de 7,4 nmol L-1 e 25,0 nmol L-1, respectivamente. Os sensores propostos demonstraram ser uma ferramenta analítica sensível para a determinação de metildopa em fármacos e em água de rio. Além disso, os ensaios de recuperação apresentaram exatidão adequada com resultados variando de 90 a 109%, e em conformidade com o método comparativo por espectrometria UV-vis. Desta forma, este trabalho explora as vantagens da impressão 3D aliada à ativação dos sensores por plasma não térmico, apresentando-se como uma alternativa promissora para a determinação de metildopa em diferentes matrizes.Abstract: 3D printing has emerged as a promising tool for the development of personalized, low-cost electrochemical sensors. The filaments used in the printing of these sensors are typically composed of conductive carbon-based materials, such as carbon black, combined with non-conductive thermoplastics like polylactic acid. However, the high percentage of thermoplastics on the surface of the sensors hinders current flow, necessitating a pre-treatment activation process. Thus, an innovative protocol for activating the surface of 3D-printed sensors based on carbon black and polylactic acid was developed, employing non-thermal argon plasma jet activation through an atmospheric pressure plasma-pen system for just five minutes. The plasma produced partially removed the polylactic acid, exposing the carbon black on the printed surface and facilitating electron transfer. The activated and non-activated sensors were characterized by morphological techniques such as AFM, c-AFM, SEM, and by structural techniques such as XRD, CA, FTIR, and XPS. Cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy were used to characterize the electrodes activated by non-thermal plasma. Electrochemical impedance analysis confirmed the activation efficiency, demonstrated by the reduced charge transfer resistance compared to the non-activated electrode. Under optimized conditions, a calibration curve for methyldopa was obtained by square wave voltammetry in Britton-Robinson buffer solution (0.1 mol L-1; pH 5.0) with two linear ranges, the from 0.01 to 0.1 µmol L-1, and the second from 0.5 100.0 µmol L-1, with detection and quantification limits of 7.4 nmol L-1 and 25.0 nmol L-1, respectively. The proposed sensors proved to be a sensitive analytical tool for the determination of methyldopa in pharmaceutical samples and river water. Moreover, the recovery data showed adequate accuracy, with results ranging from 90 to 109%, and in agreement with the comparative method using UV-vis spectrometry. Thus, this work explores the advantages of 3D printing combined with non-thermal plasma activation of sensors, presenting it as a promising alternative for methyldopa determination in different matrices.92 p.| il., gráfs.porQuímicaImpressão tridimensionalArgônioFuligemMetildopaSensores eletroquímicosSensor eletroquímico impresso em 3D ativado por plasma não-térmico de argônio para a determinação de metildopainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALPQMC1143-D.pdfPQMC1143-D.pdfapplication/pdf5601123https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/264894/-1/PQMC1143-D.pdf935c4050a5ff57d8eb9abdc8a627a8cfMD5-1123456789/2648942025-05-07 20:26:16.502oai:repositorio.ufsc.br:123456789/264894Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestsandra.sobrera@ufsc.bropendoar:23732025-05-07T23:26:16Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
dc.title.none.fl_str_mv Sensor eletroquímico impresso em 3D ativado por plasma não-térmico de argônio para a determinação de metildopa
title Sensor eletroquímico impresso em 3D ativado por plasma não-térmico de argônio para a determinação de metildopa
spellingShingle Sensor eletroquímico impresso em 3D ativado por plasma não-térmico de argônio para a determinação de metildopa
Farines, Marie Hartmann
Química
Impressão tridimensional
Argônio
Fuligem
Metildopa
Sensores eletroquímicos
title_short Sensor eletroquímico impresso em 3D ativado por plasma não-térmico de argônio para a determinação de metildopa
title_full Sensor eletroquímico impresso em 3D ativado por plasma não-térmico de argônio para a determinação de metildopa
title_fullStr Sensor eletroquímico impresso em 3D ativado por plasma não-térmico de argônio para a determinação de metildopa
title_full_unstemmed Sensor eletroquímico impresso em 3D ativado por plasma não-térmico de argônio para a determinação de metildopa
title_sort Sensor eletroquímico impresso em 3D ativado por plasma não-térmico de argônio para a determinação de metildopa
author Farines, Marie Hartmann
author_facet Farines, Marie Hartmann
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Catarina
dc.contributor.author.fl_str_mv Farines, Marie Hartmann
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Vieira, Iolanda da Cruz
contributor_str_mv Vieira, Iolanda da Cruz
dc.subject.classification.none.fl_str_mv Química
Impressão tridimensional
Argônio
Fuligem
Metildopa
Sensores eletroquímicos
topic Química
Impressão tridimensional
Argônio
Fuligem
Metildopa
Sensores eletroquímicos
description Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2025.
publishDate 2025
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2025-05-07T23:26:16Z
dc.date.available.fl_str_mv 2025-05-07T23:26:16Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2025
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/264894
dc.identifier.other.none.fl_str_mv 391498
identifier_str_mv 391498
url https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/264894
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 92 p.| il., gráfs.
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSC
instname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron:UFSC
instname_str Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron_str UFSC
institution UFSC
reponame_str Repositório Institucional da UFSC
collection Repositório Institucional da UFSC
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/264894/-1/PQMC1143-D.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 935c4050a5ff57d8eb9abdc8a627a8cf
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
repository.mail.fl_str_mv sandra.sobrera@ufsc.br
_version_ 1851758898936020992

Registros relacionados