Metodologia eletrossintética para a construção de sensores eletroquímicos baseados em eletrodos modificados com ERGO/Au/MIP de poli(m-fenilenodiamina)

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Teixeira, Wanderson Sirley Reis
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Electroanalysis; Electrochemistry; Electropolymerization; Eletroanalítica; Eletropolimerização; Eletroquímica; Grafeno; Graphene; Molecularly imprinted polymer (MIP); Polímero molecularmente impresso (MIP); Sensores; Sensors
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-06092022-131530/

Este trabalho diz respeito ao desenvolvimento de metodologia exclusivamente eletroquímica para a síntese e operação de um sistema compósito baseado em óxido de grafeno reduzido/ouro/poli(m-fenilenodiamina) molecularmente impresso (ERGO/Au/Pm-PD-MIP) e a possível aplicação desse material em sensores eletroquímicos. Inicialmente, cada etapa da modificação foi considerada isoladamente, utilizando carbono vítreo (GC) como material de eletrodo. Posteriormente, o compósito foi depositado sobre GC e screen printed electrode (SPE) e analisado como um todo. Dessa forma, é possível estruturar o trabalho em três partes principais: 1) Desenvolvimento do substrato de ERGO/Au: A) obtenção e caracterização do filme de ERGO: análise da concentração de óxido de grafeno na suspensão de partida e ciclos de eletrorredução; B) obtenção e caracterização do filme de Au: primeiramente foi feita a comparação do desempenho eletroquímico de eletrodos modificados com diferentes filmes metálicos: Ag, Au, Cu, Pd e Pt, sendo que o ouro foi o material que apresentou os melhores resultados. Posteriormente, a concentração de HAuCl4 na solução de partida e a quantidade de ciclos de eletrodeposição foram analisadas; C) síntese e caracterização do compósito de ERGO/Au. Nessa etapa os eletrodos modificados foram caracterizados por voltametria de pulso diferencial em solução de dopamina e por diferentes técnicas eletroquímicas com a sonda de K3[Fe(CN)6]. 2) Filme polimérico: A) eletropolimerização: avaliação de variáveis sintéticas: monômeros eletroativos, pirrol, tiofeno, m-fenilenodiamina e o-fenilenodiamina, sendo que o último foi utilizado como modelo para estudos adicionais sobre a influência do pH, concentração do monômero e material de eletrodo de trabalho na reação de eletropolimerização; B) síntese de MIPs e NIPs (polímero não impresso, sem o molde) utilizando poli(o-fenilenodiamina), Pm-PD e polipirrol como matrizes polimérica e dopamina como molécula molde e comparação do imprinting fator, sendo que, dentre os materiais avaliados, o que apresentou melhores resultados foi o Pm-PD. 3) Aplicação: A) para espécies eletroativas: modificação de GC com ERGO/Au/Pm-PD-MIP para dopamina e avaliação da especificidade do sistema frente ao ácido úrico; B) para espécies não eletroativas: modificação de SPE com ERGO/Au/Pm-PD-MIP para desoxiadenosina trifosfato e avaliação da especificidade do sistema frente a outros desoxinucleotídeos trifosfato utilizando a sonda de K3[Fe(CN)6]. Para ambas aplicações os MIPs apresentaram alguma interação preferencial com a molécula molde. Além disso, o trabalho apresenta, discute e sugere algumas estratégias operacionais para o desenvolvimento e aplicação dos MIPs em sensores eletroquímicos, especificamente: i) o uso do pico de redução do óxido metálico como indicativo da eficiência do processo extrativo, assim como, ferramenta de leitura indireta e ii) uso de diversas técnicas eletroquímicas, voltametrias cíclica, pulso diferencial, varredura linear e espectroscopia de impedância eletroquímica, juntamente com ferramentas de análise multivariada, mais precisamente, a análise por componentes principais, como procedimento prático, simples, robusto e intuitivo para a caracterização de eletrodos modificados com a sonda de K3[Fe(CN)6].