Utilização da montmorilonita na construção de sensores eletroquímicos baseados em acetilcolinesterase para detecção de clorpirifós - Lupi, Caroline Polini [UNESP] (2019)
A produção agrícola tem recebido inquestionáveis benefícios devido ao uso de pesticidas, entretanto, essas substâncias podem causar sérios danos aos organismos vivos, devido sua toxicidade, baixa biodegrabilidade e alto potencial carcinogênico. Dessa forma, a determinação de pesticidas, em nível de traços, se faz de extrema importância, sendo necessário encontrar abordagens analíticas simples e efetivas para seu monitoramento. Nesse sentido, diversos tipos de biossensores enzimáticos, têm sido investigados e fundamentados na inibição de acetilcolinesterase, enzima envolvida na transmissão dos impulsos nervosos. Os pesticidas das classes dos organofosforados interagem com essa classe de enzimas, inativando-as e provocando intoxicações agudas, podendo levar, como consequência, à morte do indivíduo. A montmorilonita é um argilomineral do grupo das esmectitas, que possui excelentes propriedades de intercalação e inchamento, alto potencial de adsorção e elevada afinidade com diversas substâncias orgânicas e inorgânicas. Essas características as constituem como um adequado meio de imobilização de moléculas orgânicas/inorgânicas e biológicas, tais como enzimas e nanopartículas metálicas. Recentemente, eletrodos modificados com montmorilonita têm atraído considerável atenção na área de eletroanalítica/eletroquímica, revelando como propriedades: alta sensibilidade, boa seletividade, custo relativamente baixo, resposta rápida e possibilidade de miniaturização, dentre outras vantagens. Nesse sentido, este trabalho buscou evidenciar a possibilidade de modificação da montmorilonita com três sequências peptídicas sintéticas, propostas por modelagem molecular, que mimetizam o sítio ativo da acetilcolinesterase, e a aplicação dessa argila modificada na construção de sensores, utilizados na detecção eletroquímica, por espectroscopia de impedância eletroquímica, de clorpirifós, pesticida da classe dos organofosforados. As sequências peptídicas utilizadas foram (NH3+ – Glu – His – Gly – Gly – Pro – Ser – COO-); (NH3+ – His – Glu – Trp – Arg – Pro – Ser – COO-); (NH3+ – His – Glu – Tyr – Lys – Pro – Ser – COO-). Essas sequências biomiméticas, que já haviam sido propostas e estudadas anteriormente, apresentaram uma alta constante de afinidade pelos pesticidas da classe dos organofosforados. A modificação da montmorilonita foi demonstrada pelas técnicas de caracterização análise térmica, difração de raios X, infravermelho e microscopia eletrônica de varredura. A interação das argilas modificadas com o clorpirifós foi demonstrada por DSC, e as três sequências peptídicas apresentaram comportamentos diferentes frente ao pesticida, podendo, duas delas, serem utilizadas satisfatoriamente em substituição à enzima original na construção de sensores impidimétricos. Os sensores construídos apresentaram boa linearidade na faixa de concentração de 1 x 10-8 a 1 x 10-7 mol L-1 (sensor 1: R = 0,9997; sensor 3: R = 0,9999) e também de 1 x 10-7 a 1 x 10-6 mol L-1 (sensor 3: R = 0,9950), limites de detecção entre 1,41 x 10-10 e 2,40 x 10-10 mol L-1, e foram satisfatoriamente aplicados na detecção da clorpirifós em amostra de tomate.