Design and fabrication of disposable electrochemical devices based on carbon spherical shells doped with nitrogen and decorated with carbon quantum dots for the detection of pesticides in water supply samples

• Grant number: 23/07686-7
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Technical Training Program - Technical Training
• Start date: July 01, 2023
• End date: June 30, 2024
• Field of knowledge: Physical Sciences and Mathematics - Chemistry - Analytical Chemistry
• Principal Investigator: Sergio Antonio Spinola Machado
• Grantee: Nathalia Oezau Gomes
• Host Institution: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brazil
• Associated research grant: 22/02164-0 - Development of electrochemical sensors modified with hollow carbon nanospheres doped with sulfur and nitrogen for the quantification of drugs in supply water samples, AP.R

Abstract

Os pesticidas são potenciais contaminantes presentes nas amostras de água de abastecimento público e alimentos, principalmente devido à falta de um protocolo eficiente para a eliminação completa destes contaminantes químicos. Assim, o consumo de água de abastecimento e alimentos contendo pesticidas se torna problema em potencial para a saúde pública. Desta forma, o projeto proposto contribuirá significativamente para a comunidade com o desenvolvimento de um sensor eletroquímico miniaturizado para a quantificação seletiva dos pesticidas das classes químicas dos carbamatos (carbendazim, thiram) e feniluréias (diuron e linuron), presentes em amostras de água abastecimento público e alimentos. Estes pesticidas são de grande importância, uma vez que já foram detectados em amostras de água de abastecimento no Brasil, sendo também considerados interferentes endócrinos. Desta forma, o presente projeto visa desenvolver um conjunto de sensores eletroquímicos para o monitoramento de pesticidas em amostras de água de abastecimento e alimentos. A confecção do dispositivo será realizada a partir do processo de serigrafia amplamente utilizada para a obtenção de dispositivos miniaturizados e produção em larga escala. A fim de melhorar o desempenho eletroquímico do dispositivo confeccionado pretende-se modificar a superfície eletródica com nanoesferas de carbono dopadas com nitrogênio e funcionalizadas com quantum dots de carbono

Scientific publications

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GOMES, NATHALIA O.; TEIXEIRA, SAMIRIS COCCO; CALEGARO, MARCELO L.; MACHADO, SERGIO A. S.; FERREIRA SOARES, NILDA DE FATIMA; DE OLIVEIRA, TAILA VELOSO; RAYMUNDO-PEREIRA, PAULO A.. Flexible and sustainable printed sensor strips for on-site, fast decentralized self-testing of urinary biomarkers integrated with a portable wireless analyzer. CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, v. 472, p. 10-pg., 2023-09-15. (23/07686-7, 19/01777-5, 22/02164-0, 23/00850-6, 16/01919-6, 20/09587-8)

GOMES, NATHALIA O.; CALEGARO, MARCELO L.; C. MATTOSO, LUIZ HENRIQUE; MACHADO, SERGIO A. S.; OLIVEIRA JR, OSVALDO N.; RAYMUNDO-PEREIRA, PAULO A.. Low-Cost, Disposable Biosensor for Detection of the Brain-Derived Neurotrophic Factor Biomarker in Noninvasively Collected Saliva toward Diagnosis of Mental Disorders. ACS POLYMERS AU, v. 5, n. 4, p. 12-pg., 2025-08-01. (23/09685-8, 22/02164-0, 20/09587-8, 18/22214-6, 23/07686-7, 16/01919-6)

GOMES, NATHALIA O.; CALEGARO, MARCELO L.; MATTOSO, LUIZ HENRIQUE C.; OLIVEIRA, OSVALDO N.; MACHADO, SERGIO A. S.; RAYMUNDO-PEREIRA, PAULO A.. Carbon Spherical Shells Functionalized with Nitrogen as Sustainable Electrochemical Materials for Rapid Detection of Diclofenac in Saliva, Urine, Water, and Tablets. ACS APPLIED NANO MATERIALS, v. N/A, p. 11-pg., 2024-12-02. (23/09685-8, 16/01919-6, 20/09587-8, 23/08858-6, 23/07686-7, 22/02164-0, 18/22214-6)

MARTONI, LUCAS V. L.; GOMES, NATHALIA O.; OLIVEIRA JR, OSVALDO N.; MACHADO, SERGIO A. S.; RAYMUNDO-PEREIRA, PAULO A.. Low-cost photoelectrochemical sensor sensitized with carbon spherical shells and cobalt(II) phthalocyanine for fast acetaminophen determination. Microchemical Journal, v. 197, p. 11-pg., 2023-12-12. (16/01919-6, 23/09685-8, 19/01777-5, 20/09587-8, 23/08858-6, 23/07686-7, 22/02164-0, 18/22214-6)

TEIXEIRA, SAMIRIS COCCO; GOMES, NATHALIA O.; CALEGARO, MARCELO L.; MACHADO, SERGIO A. S.; DE OLIVEIRA, TAILA VELOSO; SOARES, NILDA DE FATIMA FERREIRA; RAYMUNDO-PEREIRA, PAULO A.. Sustainable plant-wearable sensors for on-site, rapid decentralized detection of pesticides toward precision agriculture and food safety. BIOMATERIALS ADVANCES, v. 155, p. 10-pg., 2023-11-08. (16/01919-6, 23/09685-8, 20/09587-8, 23/07686-7, 22/02164-0)