Desenvolvimento de sensores cromogênicos baseados em reações enzimáticas e nanopartículas de prata para análise de Ácido Ascórbico e Ferro (III) em meio aquoso

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Coutinho, Mayra Silva
• Orientador(a): Menezes, Fabricio Gava
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Sensores; Reações enzimáticas; Nanopartículas; Ácido ascórbico; Ferro (III)
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27642

O desenvolvimento de sistemas químicos para detecção de analitos específicos em solução tem atraído grande atenção devido a possibilidade de análises rápidas, de baixo custo, e de fácil implementação. Dentro deste contexto, destaca-se o uso de sistemas enzimáticos e nanoestruturados. O presente trabalho é dividido em duas partes principais. Inicialmente, foi proposto um novo método para determinação de ácido ascórbico (AA, vitamina C), baseado em seu efeito interferente na análise de glicose através do método enzimático colorimétrico. O princípio do método se baseia na inibição da formação do cromóforo quinonaimina, gerado via processos enzimáticos sequenciais, e cuja concentração no meio é diretamente proporcional à concentração de glicose. Pelo uso da espectroscopia UV-vis, foi obtida uma relação linear entre a diminuição da concentração do cromóforo em função do aumento da concentração de AA em solução. O método foi validado através da quantificação de AA em compridos efervescentes comerciais, com erros bastante satisfatórios, entre 0,01 e 1,25 %, e com limites de detecção e quantificação de 0,045 e 0,138 mg.L-1, respectivamente. A segunda parte do presente trabalho consiste no desenvolvimento de nanopartículas de prata funcionalizadas pelo produto natural rutina (AgNPs-RUT+AA) para detecção de cátions Fe3+ em solução aquosa, em presença de AA. Na melhor condição experimental (AgNO3, 0,2mM; AA, 0,1 mM; NaOH, 0,1 M e AA, 1mM), avaliada por UV-vis, foram obtidas AgNPs-RUT+AA pequenas, com tamanho médio de 4,1 nm, porém polidispersas, conforme verificadas por microscopia eletrônica de transmissão. Foi verificada que na presença de íons Fe3+, as AgNPsRUT+AA passar a formar agregados, em uma única população de partículas com tamanho médio de 14.7 nM. Este efeito não foi verificado para outros cátions metálicos, incluindo Al3+, Ba2+, Cd2+, Co2+, Cr3+, Cu+ , Cu2+ Hg2+, Mg2+, Na+ , Ni2+, Pb2+, Sr2+, Sn2+ , Fe3+. Mecanisticamente, a estabilização das nanopartículas pela ação da rutina ocorre via coordenação da porção 5-hidroxichromen-4-ona à superfície metálica, enquanto a detecção de ferro envolve coordenação do referido cátion com a porção catecol do produto natural, com uma estequiometria de pelo menos 1:2 metal-ligante. O papel do AA para detecção seletiva do metal pode estar associado tanto à prevenção de oxidação da rutina quanto à coordenação de outros cátions pelo ânion ascorbato. Por meio de espectroscopia UV-vis, foi obtida uma relação linear entre a concentração de Fe3+ (1-10 μM) e o decaimento da banda de ressonância de plasmon de superfície referente às AgNPs-RUT+AA (396 nm). Os limites de detecção e quantificação obtidos no método foram significantemente de 0,017 e 0,056 µmol.L-1, respectivamente.