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Desenvolvimento de biosensor eletroquímico utilizando sílica mesoporosa contendo nanotubos de carbono obtida pelo processo sol-gel. determinação eletroquímica de pesticidas

Processo: 11/23047-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de junho de 2012
Vigência (Término): 22 de fevereiro de 2015
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
Pesquisador responsável:Sergio Antonio Spinola Machado
Beneficiário:Thiago da Cruz Canevari
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Nanotubos de carbono   Agrotóxicos   Eletroanalítica   Processo sol-gel   Enzimas

Resumo

Este projeto tem como objetivo desenvolver um biossensor por meio da imobilização da biomolécula acetilcolinesterase na matriz mesoporosa de sílica contendo nanotubos de carbono (NC) no qual posteriormente será utilizado para determinação eletroquímica de pesticidas em alimentos. Na primeira parte deste projeto as matrizes mesoporosas de sílica não ordenadas (SMD) contendo diferentes concentrações de nanotubos de carbono (10, 20 e 30%) serão sintetizadas por meio do processo Sol-Gel utilizando como catalisador ácido o HF. Em uma etapa posterior, estas matrizes de sílica serão utilizadas como substrato para imobilização da biomolécula. Para isto, um eletrodo confeccionado com a matriz de sílica contendo nanotubos de carbono será imerso em uma solução tampão, Britton-Robinson (BR), contendo a biomolécula acetilcolinesterase, permitindo sua adsorção na superfície modificada. As modificações das propriedades texturiais e estruturais das superfícies dos materiais SMD/nanotubos de carbono/biomolécula serão estudadas. Para este fim, as seguintes técnicas serão empregadas: adsorção física de N2 a 77 K (área superficial BET, distribuição e volume de poros), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM) e Análise elementar (C,H,N). As propriedades eletroquímicas do biossensor SMD/NC/biomolécula e sua aplicabilidade serão estudadas frente à inibição causada por diferentes pesticidas da classe dos Carbamatos e dos organofosforados na atividade catalítica da enzima hidrolisando o seu substrato, a acetiltiocolina. Serão utilizadas as técnicas de voltametria cíclica, voltametria de onda quadrada, cronoamperometria, voltametria de pulso diferencial e espectroscopia de impedância eletroquímica. Uma curva analítica será obtida pela intensidade de inibição causada pelo pesticida, em diferentes concentrações, na corrente de difusão dos cronoamperogramas, obtidos em uma região de potenciais adequada para a oxidação da Tiocolina. Esta curva analítica será utilizada para monitorar a concentração dos pesticidas acima, em amostras de alimentos como couve, tomate, morango, etc.

Publicações científicas (9)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
CANEVARI, THIAGO C.; PRADO, THIAGO M.; CINCOTTO, FERNANDO H.; MACHADO, SERGIO A. S. Immobilization of ruthenium phthalocyanine on silica-coated multi-wall partially oriented carbon nanotubes: Electrochemical detection of fenitrothion pesticide. Materials Research Bulletin, v. 76, p. 41-47, APR 2016. Citações Web of Science: 18.
CINCOTTO, FERNANDO H.; CANEVARI, THIAGO C.; MACHADO, SERGIO A. S.; SANCHEZ, ALFREDO; RUIZ BARRIO, MARIA ASUNCION; VILLALONGA, REYNALDO; PINGARRON, JOSE M. Reduced graphene oxide-Sb2O5 hybrid nanomaterial for the design of a laccase-based amperometric biosensor for estriol. Electrochimica Acta, v. 174, p. 332-339, AUG 20 2015. Citações Web of Science: 24.
RAZZINO, CLAUDIA A.; SGOBBI, LIVIA F.; CANEVARI, THIAGO C.; CANCINO, JULIANA; MACHADO, SERGIO A. S. Sensitive determination of carbendazim in orange juice by electrode modified with hybrid material. Food Chemistry, v. 170, p. 360-365, MAR 1 2015. Citações Web of Science: 41.
CINCOTTO, FERNANDO H.; CANEVARI, THIAGO C.; MACHADO, SERGIO A. S. Highly Sensitive Electrochemical Sensor for Determination of Vitamin D in Mixtures of Water-Ethanol. Electroanalysis, v. 26, n. 12, p. 2783-2788, DEC 2014. Citações Web of Science: 5.
CANEVARI, THIAGO C.; CINCOTTO, FERNANDO H.; LANDERS, RICHARD; MACHADO, SERGIO A. S. Synthesis and characterization of alpha-nickel (II) hydroxide particles on organic-inorganic matrix and its application in a sensitive electrochemical sensor for vitamin D determination. Electrochimica Acta, v. 147, p. 688-695, NOV 20 2014. Citações Web of Science: 11.
CINCOTTO, FERNANDO H.; CANEVARI, THIAGO C.; CAMPOS, ANDERSON M.; LANDERS, RICHARD; MACHADO, SERGIO A. S. Simultaneous determination of epinephrine and dopamine by electrochemical reduction on the hybrid material SiO2/graphene oxide decorated with Ag nanoparticles. ANALYST, v. 139, n. 18, p. 4634-4640, SEP 21 2014. Citações Web of Science: 34.
MALUTA, JAQUELINE R.; CANEVARI, THIAGO C.; MACHADO, SERGIO A. S. Sensitive determination of nitric oxide using an electrochemical sensor based on MWCNTs decorated with spherical Au nanoparticles. Journal of Solid State Electrochemistry, v. 18, n. 9, p. 2497-2504, SEP 2014. Citações Web of Science: 7.
CANEVARI, THIAGO C.; RAYMUNDO-PEREIRA, PAULO A.; LANDERS, RICHARD; BENVENUTTI, EDILSON V.; MACHADO, SERGIO A. S. Sol-gel thin-film based mesoporous silica and carbon nanotubes for the determination of dopamine, uric acid and paracetamol in urine. Talanta, v. 116, p. 726-735, NOV 15 2013. Citações Web of Science: 47.
CANEVARI, THIAGO C.; RAYMUNDO-PEREIRA, PAULO A.; LANDERS, RICHARD; MACHADO, SERGIO A. S. Direct Synthesis of Ag Nanoparticles Incorporated on a Mesoporous Hybrid Material as a Sensitive Sensor for the Simultaneous Determination of Dihydroxybenzenes Isomers. European Journal of Inorganic Chemistry, v. 2013, n. 33, p. 5746-5754, NOV 12 2013. Citações Web of Science: 16.

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