Sensores eletroquímicos para determinação de polióis na vinhaça de cana-de-açúcar baseados em eletrodos modificados com polímeros molecularmente impressos em grafeno contendo nanopartículas metálicas - Beluomini, Maísa Azevedo (2018)
A vinhaça é um expressivo coproduto da destilação do etanol que apesar de ser considerada poluidora, vem sendo utilizada como fertilizante nas plantações de cana-de-açúcar, colocando em risco a contaminação de aquíferos subterrâneos e salinização do solo. Cerca de 10 a 18 litros de vinhaça são produzidos por litro de etanol destilado e sua constituição é de principalmente sais de potássio, cálcio, magnésio e compostos orgânicos. Dentre estes, os polióis tornam-se importantes compostos por estarem presentes em concentrações altamente significativas e também por apresentar expressiva importância na indústria farmacêutica e alimentícia. Com isso, o conceito de biorrefinarias surge como a possibilidade das usinas terem um pleno aproveitamento deste resíduo, garantindo fins mais lucrativos e ecológicos. Assim, é de grande importância o desenvolvimento de novos métodos para determinação desses compostos, com destaque aos eletroanalíticos, que vem nos últimos anos se destacando por apresentar métodos de análises confiáveis mesmo em baixas concentrações do analito, pequenos volumes de amostra e em matrizes complexas que requerem alta especificidade. Sendo assim, nesse trabalho foi desenvolvido sensores eletroquímicos baseados na técnica de impressão molecular, capaz de produzir polímeros que incorporam as moléculas de interesse em sua estrutura e que são capazes de formar locais específicos de reconhecimento molecular, tornando-se atrativos devido a sua elevada seletividade e estabilidade. Em razão disso, este trabalho tem como objetivo a determinação de polióis utilizando sensores eletroquímicos baseados em polímeros molecularmente impressos (MIP) em eletrodo de carbono vítreo (GCE) contendo óxido de grafeno reduzido (RGO) e nanopartículas de óxido de ouro (AuNP) e de óxido /hidróxido de níquel (NiNP), como também a formação de um conjunto de nanoeletrodos arranjados tridimensionalmente (3DNEE), a fim de aumentar a sensibilidade do sensor impresso devido a existência de uma maior área superficial que está diretamente relacionada com a quantidade de sítios disponíveis para impressão molecular. Os sensores desenvolvidos para determinação de D-manitol (MIP/AuNP/RGO-GCE), mio-inositol (MIP/NiNP/RGO-GCE) e L-arabitol (MIP/3DNEE), foram caracterizados eletroquimicamente por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), quimicamente por espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) e morfologicamente por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (AFM), mostrando que as modificações foram efetivamente realizadas na superfície do eletrodo. Os resultados foram avaliados utilizando voltametria cíclica (CV) e de pulso diferencial (DPV), em que o hexacianoferrato (Fe(CN)63-/4-) e (ferrocenilmetil)trimetilamonio (FA+) foram utilizados como sonda eletroquímica. O método analítico apresentou baixo limite de detecção, 7,7×10-13 mol L-1 para D-manitol, 7,6×10-11 mol L-1 para mio-inositol e 7,7×10-10 mol L-1 para L-arabitol, ampla faixa linear de resposta, boa repetibilidade e estabilidade após longo período de armazenamento. Os sensores foram aplicados com sucesso na determinação dos polióis em amostra de vinhaça de cana-de-açúcar, com reconhecimento seletivo para a mólecula alvo mesmo na presença de interferentes. Os ensaios de recuperação mostraram que o método analítico desenvolvido possui boa exatidão, podendo ser considerado adequado para a detecção e quantificação de polióis em vinhaça de cana-de-açúcar.