Preparação e avaliação de um eletrodo compósito para o desenvolvimento de sensores eletroquímicos

Orientador: Prof. Dr. Márcio F. BergaminiCoorientador: Prof. Dr. Luiz H. Marcolino Jr.Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa : Curitiba, 22/09/2015Inclui referências: p.97-108Área de concentração: Química AnalíticaResumo: No presente trabalho, desenvolveu-se um material composito formado a partir de negro de fumo (NF) e poli(etileno-co-acetato de vinila) (EVA), visando explorar as caracteristicas do negro de fumo com as vantagens da utilizacao de compositos rigidos. Assim, diferentes proporcoes dos materiais NF e EVA foram avaliadas, variando-se a porcentagem de NF entre 30 e 75 % (m/m). Os materiais compositos preparados foram caracterizados por microscopia eletronica de varredura e voltametria ciclica. Os estudos voltametricos indicaram que a melhora na resposta do eletrodo e proporcional a quantidade de NF presente, o que foi verificado pelos calculos dos parametros: % de area eletroativa, capacitancia e constante heterogenia de transferencia de eletrons. Assim, a melhor composicao para os eletrodos compositos foi 25EVA:75NF (m/m). A potencialidade analitica do dispositivo proposto foi demonstrada a partir da sua aplicacao como um sensor amperometrico em um sistema de analise por injecao em fluxo (FIA) para determinacao de acido ascorbico. Alem disso, o eletrodo 25EVA/75NF tambem foi utilizado como uma plataforma para a construcao de um eletrodo quimicamente modificado sensivel a glicose. Em adicao, o eletrodo composito, aliado ao sistema de deteccao amperometrico em sistema FIA, foi utilizado para o desenvolvimento de um metodo analitico para a determinacao do farmaco hidroclorotiazida (HCTZ). A HCTZ foi determinada em amostras de urina sintetica e em uma formulacao farmaceutica (cloranaR), medicamento utilizado no tratamento de hipertensao. O procedimento analitico foi desenvolvido para a quantificacao do farmaco com limite de deteccao em 5,34 x 10-7 mol L-1. Os resultados obtidos para a quantificacao de HCTZ em formulacoes farmaceuticas se apresentaram concordantes com os valores obtidos por meio do metodo oficial descrito na farmacopeia com 95% de confianca, de acordo com testes estatisticos. Palavras chaves: Negro de fumo, poli(etileno co-vinil)acetato, eletrodos compositos, eletrodos quimicamente modificados, biossensores, sistema de analise por injecao em fluxo, hidroclorotiazida.Abstract: In the present work was developed a composite material formed from carbon black (CB) and poly (ethylene-co-vinyl acetate) (EVA), which explores the carbon black characteristics with the advantages of using rigid composites. Thus, different proportions of CB and EVA materials were used, varying the percentage of CB between 30 and 75% (m/m). The new composites materials were characterized by Scanning Electron Microscopy and Cyclic Voltammetry. Voltammetric studies indicated that the improvement in sensor response is proportional to the amount of CB present in the electrode material, verified by the parameters: % of electroactive area, capacitance and the heterogeneous electron-transfer rate constant. The 25EVA/75CB electrodes showed the best results from the voltammetric characterization, who answered satisfactorily in the presence of analytes with well-known electrochemical behavior. The analytical capability of the proposed device was evaluated by testing it like an amperometric sensor in a flow injection system (FIA) for the determination of ascorbic acid (AA). Furthermore, the application of the composite electrode 25EVA/75CB was explored as a platform for the construction of a chemically modified electrode sensible to glucose. In addition, the composite electrode coupled with the amperometric FIA system was used to develop an analytical method for the determination of hydrochlorothiazide (HCTZ). The HCTZ was determined in synthetic urine samples and in a pharmaceutical formulation (cloranaR), commonly used in the treatment of hypertension. The analytical procedure was developed to quantify the HCTZ with a detection limit of 5.34 x 10-7 mol L-1. The results for the quantification of HCTZ in drugs presented agreement with the results obtained with the official method described in the Brazilian pharmacopoeia with 95% confidence, according to statistical tests. Key words: Carbon black, poly(ethylene co-vinyl)acetate, composite electrodes, chemically modified electrodes, biosensors, flow injection analysis, electroanalysis