Espalhamento Raman Amplificado em Superfície (SERS): detecção de agrotóxicos e mecanismos de adsorção

• Processo: 21/02746-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Vigência (Início): 01 de maio de 2021
• Vigência (Término): 31 de outubro de 2023
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Carlos José Leopoldo Constantino
• Beneficiário: Isabela Bianchi Carvalho
• 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
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/05423-9 - Mecanismos de agregação do coloide induzida pelo carbendazim: um estudo via microscópio eletrônico de transmissão (TEM), BE.EP.IC
• Assunto(s): Crescimento populacional Agrotóxicos Detecção Adsorção (química) Espectroscopia Raman amplificada por superfície
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Detecção | Pesticidas | Sers | espalhamento Raman/SERS

Resumo

O crescimento populacional demanda a produção de alimentos em grande escala e, neste contexto, o uso de agrotóxicos é condição necessária e elemento fundamental para os ganhos de produtividade na cadeia do agronegócio. Porém, sabe-se também que, apesar das normas técnicas que regulam o setor, o manejo dos agrotóxicos, desde sua preparação, aplicação e descarte, nem sempre segue a normatização, levando riscos ao meio ambiente e à saúde humana. Portanto, uma fiscalização rigorosa faz-se necessária e, para tanto, métodos simples, sensíveis e seletivos devem ser desenvolvidos e/ou aperfeiçoados. Neste contexto, o espalhamento Raman amplificado em superfície (SERS, do inglês surface-enhanced Raman scattering) tem se mostrado uma técnica viável na detecção de analitos diversos, incluindo agrotóxicos, em virtude de suas caraterísticas mais fundamentais, e que são pré-requisitos em se tratando de aplicação sensorial: sensibilidade, dada pelo fator de amplificação do sinal Raman, e seletividade, dada pela natureza vibracional do espalhamento Raman. Neste projeto de IC propõe-se a detecção via SERS do etefon, ácido-2-cloroetilfosfônico, um regulador de crescimento utilizado para fortalecer cereais, promover maturação de frutas e hortaliças, estimular floração, dentre outras funções, mas cujas toxicidade e periculosidade ambiental determinadas pela ANVISA exigem seu monitoramento. O etefon será dissolvido em água e diluído em dispersões coloidais de nanopartículas de Ag (AgNPs) a pHs ácido, neutro e básico. Tais sistemas serão caracterizados por espectroscopia de extinção no UV-Vis, potencial zeta, espalhamento dinâmico de luz (DLS) e SERS visando determinar o mecanismo de adsorção do etefon nas AgNPs para os diferentes pHs. Uma vez determinado o pH que confere o melhor sinal SERS em termos de resolução sinal/ruído, tentará se obter uma curva analítica para o etefon via SERS: relação linear para a "intensidade do sinal SERS" em função da "concentração de etefon". Vale destacar que a aplicação analítica da técnica SERS é um desafio para a área de conhecimento ainda hoje.