Biossensor de glicose baseado na imobilização da glicose oxidase em nanofibras de óxido de zinco

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Oliveira, Vitor Hugo Batista de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Londrina
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4563
Resumo: Diabetes is a chronic disease that causes one death every 10 seconds throughout the world. In view of this scenario, zinc oxide (ZnO) nanofibers were synthesized by electrospinning technique followed by thermal treatment for use as glucose biosensors for demonstrating good chemical, physical and biological properties. The composite nanofibers were obtained from a 2: 1, 1: 1 and 1: 2 aqueous solution of vinyl alcohol (PVA) and zinc acetate (AcZn). Studies have demonstrated the effects of the 2: 1, 1: 1 and 1: 2 mass concentration of zinc acetate (PVA: AcZn) and calcination temperature for 2 hours at (500 ° C, 600 ° C and 700 ° C) on morphology and structure of composite nanofibres and of ZnO. The nanofibers obtained from the 1: 1 condition (PVA: AcZn) were chosen for the manufacture of an enzymatic glucose biosensor, because remaining the fiber format even after calcination at 600 ° C. This is of paramount importance for application in glucose biosensors. The ZnO nanofibers were then used to immobilize the glucose oxidase enzyme by forming a composite on the surface of the glassy carbon electrode for glucose detection in PBS pH 7.2. The developed enzymatic biosensor (CGE / ZnO / GOx) showed excellent electrochemical properties in relation to the pure CGE electrode and CGE / ZnO. In the presence of 1.67 mmol / L glucose the CGE / ZnO / GOx electrode increased the glucose oxidation current by about 60% relative to PBS. Stability study showed the high bioactivity and stability of the immobilized enzyme in the ZnO nanofiber, because it retained about 75% of the initial peak current even after 300 cycles of cyclic voltammetry. These results suggest that the electrode modified with the ZnO and GOx nanofibers exhibits high potential for application as a glucose biosensor.
id UTFPR-12_ef553f62104f5e63ed5043afd31930f7
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/4563
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Biossensor de glicose baseado na imobilização da glicose oxidase em nanofibras de óxido de zincoDetectoresGlicoseNanocompósitos (Materiais)FibrasÓxido de zincoEletrofiaçãoDetectorsGlucoseNanocomposites (Materials)FibersZinc oxideElectrospinningCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAMateriaisDiabetes is a chronic disease that causes one death every 10 seconds throughout the world. In view of this scenario, zinc oxide (ZnO) nanofibers were synthesized by electrospinning technique followed by thermal treatment for use as glucose biosensors for demonstrating good chemical, physical and biological properties. The composite nanofibers were obtained from a 2: 1, 1: 1 and 1: 2 aqueous solution of vinyl alcohol (PVA) and zinc acetate (AcZn). Studies have demonstrated the effects of the 2: 1, 1: 1 and 1: 2 mass concentration of zinc acetate (PVA: AcZn) and calcination temperature for 2 hours at (500 ° C, 600 ° C and 700 ° C) on morphology and structure of composite nanofibres and of ZnO. The nanofibers obtained from the 1: 1 condition (PVA: AcZn) were chosen for the manufacture of an enzymatic glucose biosensor, because remaining the fiber format even after calcination at 600 ° C. This is of paramount importance for application in glucose biosensors. The ZnO nanofibers were then used to immobilize the glucose oxidase enzyme by forming a composite on the surface of the glassy carbon electrode for glucose detection in PBS pH 7.2. The developed enzymatic biosensor (CGE / ZnO / GOx) showed excellent electrochemical properties in relation to the pure CGE electrode and CGE / ZnO. In the presence of 1.67 mmol / L glucose the CGE / ZnO / GOx electrode increased the glucose oxidation current by about 60% relative to PBS. Stability study showed the high bioactivity and stability of the immobilized enzyme in the ZnO nanofiber, because it retained about 75% of the initial peak current even after 300 cycles of cyclic voltammetry. These results suggest that the electrode modified with the ZnO and GOx nanofibers exhibits high potential for application as a glucose biosensor.Diabetes é uma doença crônica que causa uma morte a cada 10 segundos em todo o mundo. Diante desse cenário, nanofibras de óxido de zinco (ZnO) foram sintetizadas pela técnica de eletrofiação seguida de tratamento térmico para utilização como biossensores de glicose por demostrar boas propriedades químicas, física e biológicas. As nanofibras compósitas foram obtidas a partir de uma solução aquosa de concentração mássica de poli (álcool vinílico) (PVA) e acetato de zinco (AcZn) 2:1, 1:1 e 1:2 . Estudos demostraram os efeitos da concentração mássica de acetato de zinco (PVA:AcZn) 2:1, 1:1 e 1:2 e da temperatura de calcinação por 2 horas em (500 ºC, 600 ºC e 700 ºC) na morfologia e estrutura das nanofibras compósitas e de ZnO. As nanofibras obtidas da condição 1:1 (PVA:AcZn) foram escolhidas para a fabricação de um biossensor enzimático de glicose, por apresentar o formato de fibras mesmo após a calcinação a 600 °C, o que é de suma importância para aplicação em biossensores de glicose. As nanofibras de ZnO foram então utilizadas para a imobilização da enzima glicose oxidase formando um compósito na superfície do eletrodo de carbono vítreo para detecção de glicose em PBS pH 7,2. O biossensor enzimático (CGE/ZnO/GOx) desenvolvido apresentou excelentes propriedades eletroquímicas em relação ao eletrodo CGE puro e o CGE/ZnO. Na presença de 1,67 mmol/L de glicose o eletrodo CGE/ZnO/GOx aumentou a corrente de oxidação da glicose em cerca de 60 % em relação ao PBS. Estudo de estabilidade mostrou a alta bioatividade e estabilidade da enzima imobilizada na nanofibra de ZnO, pois reteve cerca de 75% da corrente de pico inicial mesmo após 300 ciclos de voltametria cíclica. Esses resultados sugerem que o eletrodo modificado com as nanofibras de ZnO e GOx exibe elevado potencial para aplicação como biossensor de glicose.Universidade Tecnológica Federal do ParanáLondrinaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisUTFPRMuniz, Edvani Curtihttps://orcid.org/0000-0001-6685-1519http://lattes.cnpq.br/4370780178813575Lourenço, Sidney Alveshttps://orcid.org/0000-0002-0414-6782http://lattes.cnpq.br/7520975750843970Muniz, Edvani Curtihttps://orcid.org/0000-0001-6685-1519http://lattes.cnpq.br/4370780178813575Oliveira, Daniela Martins Fernandes dehttps://orcid.org/0000-0002-4435-2660http://lattes.cnpq.br/9086186204048260Martins, Alessandro Franciscohttp://orcid.org/0000-0003-1002-3436http://lattes.cnpq.br/6465172583349458Oliveira, Vitor Hugo Batista de2019-11-14T16:51:57Z2019-11-14T16:51:57Z2019-04-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfOLIVEIRA, Vitor Hugo Batista de. Biossensor de glicose baseado na imobilização da glicose oxidase em nanofibras de óxido de zinco. 2019. 72 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2019.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4563porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2019-11-15T06:00:53Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/4563Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2019-11-15T06:00:53Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Biossensor de glicose baseado na imobilização da glicose oxidase em nanofibras de óxido de zinco
title Biossensor de glicose baseado na imobilização da glicose oxidase em nanofibras de óxido de zinco
spellingShingle Biossensor de glicose baseado na imobilização da glicose oxidase em nanofibras de óxido de zinco
Oliveira, Vitor Hugo Batista de
Detectores
Glicose
Nanocompósitos (Materiais)
Fibras
Óxido de zinco
Eletrofiação
Detectors
Glucose
Nanocomposites (Materials)
Fibers
Zinc oxide
Electrospinning
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Materiais
title_short Biossensor de glicose baseado na imobilização da glicose oxidase em nanofibras de óxido de zinco
title_full Biossensor de glicose baseado na imobilização da glicose oxidase em nanofibras de óxido de zinco
title_fullStr Biossensor de glicose baseado na imobilização da glicose oxidase em nanofibras de óxido de zinco
title_full_unstemmed Biossensor de glicose baseado na imobilização da glicose oxidase em nanofibras de óxido de zinco
title_sort Biossensor de glicose baseado na imobilização da glicose oxidase em nanofibras de óxido de zinco
author Oliveira, Vitor Hugo Batista de
author_facet Oliveira, Vitor Hugo Batista de
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Muniz, Edvani Curti
https://orcid.org/0000-0001-6685-1519
http://lattes.cnpq.br/4370780178813575
Lourenço, Sidney Alves
https://orcid.org/0000-0002-0414-6782
http://lattes.cnpq.br/7520975750843970
Muniz, Edvani Curti
https://orcid.org/0000-0001-6685-1519
http://lattes.cnpq.br/4370780178813575
Oliveira, Daniela Martins Fernandes de
https://orcid.org/0000-0002-4435-2660
http://lattes.cnpq.br/9086186204048260
Martins, Alessandro Francisco
http://orcid.org/0000-0003-1002-3436
http://lattes.cnpq.br/6465172583349458
dc.contributor.author.fl_str_mv Oliveira, Vitor Hugo Batista de
dc.subject.por.fl_str_mv Detectores
Glicose
Nanocompósitos (Materiais)
Fibras
Óxido de zinco
Eletrofiação
Detectors
Glucose
Nanocomposites (Materials)
Fibers
Zinc oxide
Electrospinning
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Materiais
topic Detectores
Glicose
Nanocompósitos (Materiais)
Fibras
Óxido de zinco
Eletrofiação
Detectors
Glucose
Nanocomposites (Materials)
Fibers
Zinc oxide
Electrospinning
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Materiais
description Diabetes is a chronic disease that causes one death every 10 seconds throughout the world. In view of this scenario, zinc oxide (ZnO) nanofibers were synthesized by electrospinning technique followed by thermal treatment for use as glucose biosensors for demonstrating good chemical, physical and biological properties. The composite nanofibers were obtained from a 2: 1, 1: 1 and 1: 2 aqueous solution of vinyl alcohol (PVA) and zinc acetate (AcZn). Studies have demonstrated the effects of the 2: 1, 1: 1 and 1: 2 mass concentration of zinc acetate (PVA: AcZn) and calcination temperature for 2 hours at (500 ° C, 600 ° C and 700 ° C) on morphology and structure of composite nanofibres and of ZnO. The nanofibers obtained from the 1: 1 condition (PVA: AcZn) were chosen for the manufacture of an enzymatic glucose biosensor, because remaining the fiber format even after calcination at 600 ° C. This is of paramount importance for application in glucose biosensors. The ZnO nanofibers were then used to immobilize the glucose oxidase enzyme by forming a composite on the surface of the glassy carbon electrode for glucose detection in PBS pH 7.2. The developed enzymatic biosensor (CGE / ZnO / GOx) showed excellent electrochemical properties in relation to the pure CGE electrode and CGE / ZnO. In the presence of 1.67 mmol / L glucose the CGE / ZnO / GOx electrode increased the glucose oxidation current by about 60% relative to PBS. Stability study showed the high bioactivity and stability of the immobilized enzyme in the ZnO nanofiber, because it retained about 75% of the initial peak current even after 300 cycles of cyclic voltammetry. These results suggest that the electrode modified with the ZnO and GOx nanofibers exhibits high potential for application as a glucose biosensor.
publishDate 2019
dc.date.none.fl_str_mv 2019-11-14T16:51:57Z
2019-11-14T16:51:57Z
2019-04-26
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 OLIVEIRA, Vitor Hugo Batista de. Biossensor de glicose baseado na imobilização da glicose oxidase em nanofibras de óxido de zinco. 2019. 72 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2019.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4563
identifier_str_mv OLIVEIRA, Vitor Hugo Batista de. Biossensor de glicose baseado na imobilização da glicose oxidase em nanofibras de óxido de zinco. 2019. 72 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2019.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4563
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Londrina
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Londrina
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850498239600525312