Desenvolvimento de sensores baseados em substrato flexível para detecção de pesticidas via SERS

• Processo: 20/16269-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Carlos José Leopoldo Constantino
• Beneficiário: Grazielle de Oliveira Setti Gibin
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Presidente Prudente. Presidente Prudente , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/22214-6 - Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico, AP.TEM
• Assunto(s): Agrotóxicos Detecção Nanopartículas metálicas Espectroscopia vibracional Espectroscopia Raman amplificada por superfície
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Detecção | Pesticidas | Sers | espalhamento Raman/SERS

Resumo

A técnica SERS (do inglês, surface-enhanced Raman scattering) ampliou as aplicações da espectroscopia Raman devido à sua capacidade de detectar concentrações muito baixas de analito. Combinada com a vantagem de os espectros Raman serem como uma "impressão digital" da substância, característica da espectroscopia vibracional, a técnica SERS tem sido objeto de pesquisas em diversas áreas, incluindo sensores. O papel, enquanto elemento flexível, é um material amplamente estudado para a aplicação em sensores via diferentes métodos de detecção, inclusive SERS. Dentre as principais características que tornam o papel interessante para o uso em sensores, pode-se citar alta disponibilidade e baixo custo, flexibilidade, alta hidrofilicidade, capilaridade intrínseca e baixíssimo espalhamento Raman, motivo que o torna um forte candidato para suporte flexível de substratos SERS. Sabe-se que o uso de agrotóxicos é importante nas práticas agrícolas modernas, pois permite o aumento da produtividade dos alimentos pela redução de pragas. No entanto, essas substâncias são altamente prejudiciais à saúde humana e de outros animais quando aplicadas fora das especificações técnicas, de forma indiscriminada. Esta é a razão pela qual seu uso deve ser meticulosamente controlado de acordo com as normas técnicas. Portanto, o monitoramento de pesticidas em amostras de alimentos e em meio aquoso, é essencial. As técnicas cromatográficas são as mais utilizadas por sua confiabilidade e repetibilidade, porém há muito investimento na busca de alternativas que realizem análises com resultados semelhantes, menor tempo, menor custo, portabilidade e menor (ou nenhum) uso de solventes orgânicos. O uso de dispositivos com detecção SERS tem sido um atrativo, pois atende em grande parte a tais requisitos. O desafio está na sua aplicação analítica (quantitativa), pois a reprodutibilidade da intensidade do sinal SERS depende da obtenção de substratos SERS homogêneos em termos de tamanho, formato e distribuição espacial das nanopartículas metálicas, responsáveis pela amplificação do sinal Raman (= SERS). Neste contexto, o objetivo deste plano é desenvolver um sensor baseado em papel como substrato flexível SERS para detectar pesticidas em meio aquoso, como água residual de irrigação de lavouras em geral.