Biossensor para ácido clorogênico contendo líquido iônico com nanopartículas de irídio

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-graduação em Química, Florianópolis, 2009Neste trabalho foi desenvolvido um biossensor utilizando o líquido iônico hexafluorfosfato de 1-butil-3-metilimidazol contendo nanopartículas de irídio disperso (Ir-BMI.PF6) juntamente com a enzima polifenol oxidase obtida da fruta do conde (Annona squamosa). Esta enzima foi imobilizada em quitosana ionicamente reticulada com oxalato e o biossensor foi utilizado na determinação de ácido clorogênico em amostras de café orgânico e descafeinado. A polifenol oxidase catalisa a oxidação do ácido clorogênico a sua respectiva quinona, cuja redução eletroquímica ocorre em potencial de +0,25 V (versus Ag/AgCl). As melhores condições experimentais do biossensor foram obtidas utilizando tampão fosfato pH 6,0, 1200 unidades mL-1 de enzima, frequência de 30 Hz, amplitude de pulso de 100 mV e incremento de 1,0 mV. A curva analítica foi construída a partir da corrente resultante versus concentração de ácido clorogênico respondendo linearmente em um intervalo de 3,48 x 10-6 a 4,95 x 10-5 mol L-1, apresentando um limite de detecção de 9,15 x 10-7 mol L-1. A recuperação do ácido clorogênico nas amostras de café variou de 93,2 a 105,7% e a determinação desta substância usando o biossensor está em concordância com o método de eletroforese capilar

Biossensores eletroquímicos para compostos fenólicos usando novos materiais

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2012Este trabalho descreve o desenvolvimento de novos biossensores para determinação de hidroquinona em creme dermatológico e ácido cafeico em erva-mate empregando a técnica de voltametria de onda quadrada. Inicialmente, um biossensor para hidroquinona foi construído utilizando a enzima peroxidase (PER) obtida do extrato de broto de alfafa (Medicago sativa) imobilizada sobre a superficie de um eletrodo de ouro recoberta com surfactante zwitteriônico 3-(1-tetradecil-imidazólio-3-il)propano-1-sulfonato (ImS3-14) contendo nanopartículas (NP) de ouro dispersas. Na presença de H2O2, esta enzima catalisa a oxidação da hidroquinona a sua correspondente o-quinona, a qual é reduzida eletroquimicamente na superfície do eletrodo a um potencial de +0,09 V vs. Ag/AgCl. Com as condições experimentais otimizadas, o biossensor proposto apresentou uma resposta linear para hidroquinona na faixa de 7,0x10-7 a 8,5x10-6 mol L-1 com um limite de detecção de 2,0x10-7 mol L-1. Esse biossensor apresentou excelentes resultados para a repetibilidade, reprodutibilidade, seletividade e estabilidade. Os resultados obtidos na determinação de hidroquinona em produtos dermatológicos com este biossensor estão de acordo com aqueles obtidos com o método espectrofotométrico em um nível de 95% de confiança com valores de recuperação entre 98,3 a 104,5%. Um segundo biossensor foi desenvolvido utilizando a enzima lacase (LAC) imobilizada em matriz de quitosana previamente reticulada com genipina. O suporte contendo a enzima foi posteriormente incorporado em uma pasta de carbono que apresentou uma resposta linear para ácido cafeico no intervalo de 2,7x10-7 a 3,3x10-5 mol L-1 com limite de detecção de 2,0x10-7 mol L-1. Além disso, a recuperação de ácido cafeico nas amostras de erva-mate variou de 92,8 a 103,1% para os eletrodos desenvolvidos. O método foi aplicado com sucesso na determinação do teor de polifenóis totais em erva-mate sendo que o excelente desempenho do biossensor proposto foi atribuído à efetiva imobilização do lacase no suporte reticulado.Abstract : This paper describes the development of biosensors applied in the determination of hydroquinone in dermatological cream and caffeic acid in mate herb samples employing square-wave voltammetry technique. Initially, a biosensor for hydroquinone was constructed using peroxidase enzyme obtained from alfalfa sprout extract (Medicago sativa) immobilized on a gold electrode using a solution of the zwitterionic surfactant 3-(1-tetradecyl-3-imidazolio)propanesulfonate (ImS3-14) containing well-dispersed gold nanoparticles. In the presence of H2O2, this enzyme catalyzes the oxidation of hydroquinone to its corresponding o-quinone, which is electrochemically reduced at a potential of + 0.09 V vs. Ag/AgCl at the electrode surface. Under the optimized experimental conditions, the proposed biosensor showed a linear response for hydroquinone in the range of 7.0x10-7 to 8.5x10-6 mol L-1, with a detection limit of 2.0x10-7 mol L-1. This biosensor showed excellent results for repeatability, reproducibility, stability and selectivity. The results obtained in the determination of hydroquinone in dermatological products with this biosensor are in agreement with those obtained with spectrophotometric method at a 95% confidence level with recovery values between 98.3 to 104.5%. A second biosensor was developed using laccase enzyme immobilized in the chitosan matrix previously cross-linked with genipin.The support with laccase was subsequently incorporated into a carbon paste electrode which presented a linear response to caffeic acid in the range from 2.7x10-7 to 3.3x10-5 mol L-1 with a detection limit of 2.0x10-7 mol L-1. In addition, recovery of caffeic acid in mate herb samples ranged between 92.8 and 103.1% to the electrodes developed. The method was successfully applied to the determination of the total phenolic content in the mate herb samples and excellent performance of the proposed biosensor was attributed to the effective immobilization of laccase in the cross-linked support

Construção de biossensor contendo peroxidase para determinação de ácido cafeico em vinho branco

TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Curso de Química.Neste trabalho extraiu-se a enzima peroxidase da vagem (Phaseolus vulgaris) em tampão fosfato 0,1 mol L-1 (pH 7) que foi imobilizada em suporte de quitina obtida de gládios de lula e empregada na construção de biossensores. A quitina foi reticulada usando o glutaraldeído que atua sobre os grupos aminos e a epicloridrina agindo sobre os grupos acetamido. Os biossensores de pasta de carbono foram construídos a partir de 10:75:15% m/m de quitina contendo 1200 unidades/ mL de enzima, pó de grafite e nujol, respectivamente. A maior resposta analítica foi obtida em pH 7, freqüência de 80 Hz, amplitude de 50 mV e velocidade de varredura de 50 mV s-1 usando a voltametria de onda quadrada. A partir dos melhores parâmetros construiu-se a curva analítica para ácido cafeico que apresentou uma linearidade de 2,0x10-5 a 2,0x10-4 mol L-1 (r = 0,9990) e limite de detecção de 2,0x10-6 mol L-1. Estudo de repetibilidade e reprodutibilidade usando uma solução 1,2x10-4 mol L-1 de ácido cafeico e 2,0x10-3 mol L-1 de peróxido de hidrogênio em solução tampão fosfato 0,1 mol L-1 (pH 7) foi de 4 e 13 %, respectivamente. O estudo de adição e recuperação de ácido cafeico em amostras de vinho branco foi de 90,7 a 105,0 %

OFICINAS DIDÁTICAS: Perspectiva pedagógica para o ensino de Química

O Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência - PIBID é uma iniciativacom o intuito de inserir o licenciando no contexto escolar. Nesse sentido, os bolsistasdo PIBID Química do Instituto Federal Catarinense - Campus Araquari, elaboraram10 oficinas didáticas, considerando temáticas apresentadas no livro: Os botões deNapoleão: as 17 moléculas que mudaram a história. Os temas foram desenvolvidosconsiderando a contextualização, a interdisciplinaridade e metodologiasdiversificadas e ativas, tendo como objetivos para os bolsistas, refletir sobre a salade aula e planejar uma sequência de atividades que viabilizasse abordagensconceituais e estratégias didáticas para o favorecimento do aprendizado e debatessobre a função social daquela temática. Ao aplicar as atividades, os alunos sedemonstraram mais apreensivos e interessados ao passo que dinâmicas interativasiam sendo desenvolvidas. Tal situação contribuiu para a identidade docente doslicenciandos assim o senso crítico dos participantes

Parametrização das condições de obtenção do extrato do café verde e torrado com CO2 supercrítico

The production and consumption of coffee in Brazil comes in an increasing considerably in recent years, accounting for 33.60% of world production. Roasted coffee contains high amounts of volatiles which provide their characteristic flavor and aroma, which are found mainly in their oil. Already, the oil obtained from green coffee is a material rich in unsaponifiables compounds and sterols. Facing the technologies used for the extraction of essential oils, the supercritical technology emerges as a clean and free of organic solvent remnant technique, when using supercritical CO2 as solvent, which presents characteristics: non-toxic, non-flammable and relatively low cost. Through the extraction kinetics (50ºC and 220 bar) it was possible to determine the extraction time of 3h 30 min for roasted and green coffee. By means of the Statistica 6.0® software, it was found that only the pressure variable had significant influence on the yield of extraction with supercritical CO2 for roasted coffee. For green coffee, it was found that none of the parameters was significant. The yield obtained for green and roasted coffee were 3.68 and 7.52%, respectively.A produção e consumo de café no Brasil vem em uma crescente considerável nos últimos anos, sendo responsável por 33,60% da produção mundial. O café torrado contém alta quantidade de compostos voláteis que proporcionam sabor e aroma característicos, os quais são encontrados principalmente no seu óleo. Já o óleo obtido de café verde é um material rico em compostos insaponificáveis e em esteróis. Frente às tecnologias utilizadas para a extração de óleos essenciais, a tecnologia supercritica surge como um técnica limpa e sem resquícios de solventes orgânicos, quando se utiliza o CO2 supercrítico como solvente, que apresenta caracteristicas: atóxicas, não inflamável e de custo relativamente baixo. Através da cinética de extração (50ºC e 220 bar) foi possível determinar o tempo de extração em 3 h e 30 min, para os grãos de café torrado e verde. Por meio do software Statistica 6.0®, foi constatado que somente a variável pressão teve influência significativa no rendimento da extração com CO2 supercrítico para o café torrado. Para o café verde, constatou-se que nenhum dos parâmetros foi significativo. O rendimento obtido para o café verde e torrado foi de 3,68 e 7,52%, respectivamente.

Imobilização da lacase em micropartículas de quitosana obtidas por spray drying e usadas na construção de biossensores Immobilization of laccase in microparticles of chitosan obtained by spray drying and used in the biosensors construction

<abstract language="eng">Biosensors based on laccase immobilized on microparticles of chitosan crosslinked with tripolyphosphate (biosensor I) and glyoxal (biosensor II) obtained by spray drying for the determinations of rutin in pharmaceutical formulations were developed. Under optimized operational conditions (pH 4.0, frequency of 30 Hz, pulse amplitude of 40 mV and scan increment of 2.0 mV) two analytical curves were obtained for both biosensors showing a detection limit of 6.2x10-8 mol L-1 for biosensor (I) and 2.0x10-8 mol L-1 for biosensor (II). The recovery of rutin from pharmaceutical sample ranged from 90.7 to 105.0% and the lifetime of these biosensors were 4 months (at least 400 determinations)

Incorporação de líquidos iônicos e nanopartículas metálicas na construção de sensores eletroquímicos

The most relevant advances on analytical applications of ionic liquids (IL) as binder in the construction of electrochemical sensors and biosensors based on carbon paste are presented. This new class of solvents - the IL - has received great attention in electroanalytical researches due to the excellent physical and chemical properties of these materials, such as high conductivity, low toxicity, good stability, large electrochemical window and catalytic ability. Recently, the interest in electrodes modified with IL, especially when combined with metallic nanoparticles, has increased expressively due to improve the sensitivity and others advantages discussed in this review

OBTENÇÃO E APLICAÇÃO DE CARVÃO DO PSEUDOFRUTO DA UVA-JAPÃO (HOVENIA DULCIS THUNBERG) NO TRATAMENTO DE RESÍDUOS LÍQUIDOS COM CORANTES

A pesquisa para a produção de adsorventes alternativos ao carvão ativado comercial tem se intensificado e a atenção tem-se centrado em vários resíduos de biomassa, que são capazes de remover corantes de efluente, com baixo custo. No presente trabalho, estudou-se a obtenção de carvão a partir do pseudofruto da Hovenia dulcis Thunberg (uva-Japão), e avaliou-se através de técnicas de planejamento experimental a influência de diferentes parâmetros no processo de obtenção do carvão para a remoção do corante azul de metileno em solução aquosa. Também, realizou-se uma caracterização do carvão obtido da uva-Japão através da utilização de técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e a cinética de adsorção em sistema estático (batelada). No processo de obtenção carvão tem-se uma faixa ótima de produção que vai de 560 a 612°C para a temperatura e de 23 a 31 min para o tempo para uma massa inicial de bagaço de uva-Japão de 30,0g. Outro ponto positivo do estudo desse adsorvente pode ser observado através do percentual de redução da quantidade de corante na solução, sendo que o valor máximo foi de 80 %. Isso vem comprovar a capacidade do carvão em adsorver o corante azul de metileno

Obtenção e aplicação de carvão do pseudofruto da uva-japão (Hovenia dulcis Thunberg) no tratamento de efluentes líquidos com corantes

A pesquisa para a produção de adsorventes alternativos ao carvão ativado comercial tem se intensificado e atenção tem sido centrada em vários resíduos de biomassa, que são capazes de remover corantes de efluente, com baixo custo. No presente trabalho, estudou-se a obtenção de carvão a partir do pseudofruto da Hovenia dulcis Thunberg (uva-Japão), e avaliou-se através de técnicas de planejamento experimental a influência de diferentes parâmetros no processo de obtenção do carvão para a remoção do corante azul de metileno em solução aquosa. Também, realizou-se uma caracterização do carvão obtido da uva-Japão através da utilização de técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e análise da cinética de adsorção em sistema estático (batelada). No processo de obtenção de carvão a partir de uma massa inicial de bagaço de uva de 30,0 g, determinou-se uma faixa ótima para os fatores temperatura (560 a 612 °C) e para o tempo de carbonização (23 a 31 min). Outro ponto positivo do estudo desse adsorvente pode ser observado através do percentual de redução da quantidade de corante na solução, sendo que o valor máximo foi de 80 %. Isso vem comprovar a capacidade do carvão em adsorver o corante azul de metileno