Publicação

Desenvolvimento de um biossensor enzimático para a deteção de cianetos em águas e alimentos

Detalhes bibliográficos
Resumo:	O cianeto que é um agente poluente de ação tóxica e rápida, presente no meio ambiente devido à sua vasta utilização na indústria química. Os biossensores de inibição podem ser implementados para a quantificação deste composto em águas e alimentos. Assim, neste trabalho foi realizado um estudo preliminar para o desenvolvimento de um novo biossensor enzimático para cianetos, recorrendo a técnicas eletroquímicas, nomeadamente a voltametria cíclica (CV) e a voltametria de onda quadrada (SWV). Este biossensor baseia-se na inibição da enzima multihémica, redutase do nitrito (ccNiR) imobilizada na superfície de minas de grafite comercial, permitindo obter um sistema de monitorização de baixo custo. Para tal, foram escolhidas e caracterizadas quatro minas de grafite comercial como materiais transdutores: uma mina HB marca BIC (HBBICPE) e 3 minas 3B (3BKOHPE), HB (HBKOHPE) e 3H (3HKOHPE) da marca KOH-I-NOOR. Na caracterização dos quatro elétrodos de minas de grafite comercial verificou-se que as minas comerciais são constituídas por grafite natural e pelo mineral argiloso caulim. O desempenho eletroquímico de todas as minas em estudo para o processo de oxidação e redução do par [Fe(CN)6]-3/-4 foi avaliado por voltametria cíclica (CV) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Verificou-se que o elétrodo HBBICPE permitiu uma transferência eletrónica mais eficaz do par redox estudado, por ter apresentado uma separação entre os processos redox (ΔEp) e valores de resistência à transferência de carga (Rct) inferiores aos dos outros elétrodos de minas propostos. Deste modo, modificou-se mina HB da BIC com a enzima ccNiR, observando-se pela primeira vez uma transferência eletrónica direta entre a enzima e o elétrodo para a redução catalítica do nitrito, validando a utilização de um elétrodo de muito baixo custo. Por voltametria de onda quadrada e na presença de 40 μM de nitrito, é possível obter um intervalo linear para a quantificação de cianeto entre 1 a 40 μM, com um limite de deteção inferior a 1 μM, recorrendo a dois métodos distintos para a remoção do oxigénio dissolvido. Com o sistema de desarejamento mais usual da célula eletroquímica pelo gás árgon, obtém-se uma sensibilidade de 17,6 ± 0,7 % enquanto que com um sistema bioquímico de duas enzimas, glucose oxidase (GOx) e a catalase, obtém-se uma sensibilidade ligeiramente superior (20,1 ± 0,6 %). Estes resultados provam a aplicabilidade do sistema desenvolvido para análises no local de recolha, onde não é possível recorrer a um desarejamento com um gás inerte. Além disso, foi demonstrado neste trabalho que é possível obter uma boa reprodutibilidade no valor do potencial do pico de redução da enzima ao substituir a referência convencional de Ag/AgCl pelo elétrodo HBBICPE. Utilizando o sistema de elétrodos (trabalho e pseudo-referência) composto pelas minas comerciais, os parâmetros do biossensor, ao nível da sensibilidade, limite de deteção e intervalo de linearidade não apresentam alterações significativas.
Autores principais:	Coelho, Ana Rita de Sousa
Assunto:	Biossensor Redutase do nitrito do citocromo c Minas de grafite comercial Voltametria de onda quadrada Teses de mestrado - 2019
Ano:	2019
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Lisboa
Idioma:	português
Origem:	Repositório da Universidade de Lisboa

Descrição
Resumo:	O cianeto que é um agente poluente de ação tóxica e rápida, presente no meio ambiente devido à sua vasta utilização na indústria química. Os biossensores de inibição podem ser implementados para a quantificação deste composto em águas e alimentos. Assim, neste trabalho foi realizado um estudo preliminar para o desenvolvimento de um novo biossensor enzimático para cianetos, recorrendo a técnicas eletroquímicas, nomeadamente a voltametria cíclica (CV) e a voltametria de onda quadrada (SWV). Este biossensor baseia-se na inibição da enzima multihémica, redutase do nitrito (ccNiR) imobilizada na superfície de minas de grafite comercial, permitindo obter um sistema de monitorização de baixo custo. Para tal, foram escolhidas e caracterizadas quatro minas de grafite comercial como materiais transdutores: uma mina HB marca BIC (HBBICPE) e 3 minas 3B (3BKOHPE), HB (HBKOHPE) e 3H (3HKOHPE) da marca KOH-I-NOOR. Na caracterização dos quatro elétrodos de minas de grafite comercial verificou-se que as minas comerciais são constituídas por grafite natural e pelo mineral argiloso caulim. O desempenho eletroquímico de todas as minas em estudo para o processo de oxidação e redução do par [Fe(CN)6]-3/-4 foi avaliado por voltametria cíclica (CV) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Verificou-se que o elétrodo HBBICPE permitiu uma transferência eletrónica mais eficaz do par redox estudado, por ter apresentado uma separação entre os processos redox (ΔEp) e valores de resistência à transferência de carga (Rct) inferiores aos dos outros elétrodos de minas propostos. Deste modo, modificou-se mina HB da BIC com a enzima ccNiR, observando-se pela primeira vez uma transferência eletrónica direta entre a enzima e o elétrodo para a redução catalítica do nitrito, validando a utilização de um elétrodo de muito baixo custo. Por voltametria de onda quadrada e na presença de 40 μM de nitrito, é possível obter um intervalo linear para a quantificação de cianeto entre 1 a 40 μM, com um limite de deteção inferior a 1 μM, recorrendo a dois métodos distintos para a remoção do oxigénio dissolvido. Com o sistema de desarejamento mais usual da célula eletroquímica pelo gás árgon, obtém-se uma sensibilidade de 17,6 ± 0,7 % enquanto que com um sistema bioquímico de duas enzimas, glucose oxidase (GOx) e a catalase, obtém-se uma sensibilidade ligeiramente superior (20,1 ± 0,6 %). Estes resultados provam a aplicabilidade do sistema desenvolvido para análises no local de recolha, onde não é possível recorrer a um desarejamento com um gás inerte. Além disso, foi demonstrado neste trabalho que é possível obter uma boa reprodutibilidade no valor do potencial do pico de redução da enzima ao substituir a referência convencional de Ag/AgCl pelo elétrodo HBBICPE. Utilizando o sistema de elétrodos (trabalho e pseudo-referência) composto pelas minas comerciais, os parâmetros do biossensor, ao nível da sensibilidade, limite de deteção e intervalo de linearidade não apresentam alterações significativas.