Sensor eletroquímico constituído por filme orgânico iônico para a detecção de compostos fenólicos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2014.Este trabalho descreve o desenvolvimento de um novo sensor eletroquímico baseado em filme orgânico iônico para a determinação de compostos fenólicos totais em extratos de erva-mate obtidos a partir de amostras comerciais, utilizando a técnica de voltametria de onda quadrada (SWV). A molécula iônica anfifílica, iodeto de 1-metil-4-(4-decicloxifeniletinil)piridínio (10Pyl), que apresenta propriedades líquido-cristalinas, foi aplicada na forma de filme sobre a superfície de um eletrodo de carbono vítreo (GCE), dando origem ao novo sensor GCE/10Pyl. A partir da avaliação de compostos fenólicos (ácido cafeico, ácido ferúlico, rutina e quercetina), o sensor mostrou maior sensibilidade ao ácido cafeico, sendo este composto selecionado como padrão para a otimização do sensor e aplicação analítica. Sob as condições ótimas de trabalho estabelecidas ([10Pyl] = 1,0 x 10-4 mol L-1; tampão fosfato (0,1 mol L-1; pH 2,0); frequência 100 Hz; amplitude de pulso 60 mV e incremento de varredura 5,0 mV), a curva de calibração apresentou duas regiões lineares distintas, a primeira de 9,9 x 10-7 a 3,8 x 10-5 mol L-1 e a segunda de 4,7 x 10-5 a 9,9 x 10-5 mol L-1 e os limites de detecção para o ácido cafeico nessas faixas foram de 9,0 x 10-7 mol L-1 e 8,9 x 10-6 mol L-1, respectivamente. O sensor GCE/10Pyl demonstrou excelentes reprodutibilidade (RSD = 2,8%) e repetibilidade (RSD = 4,8%). A determinação de compostos fenólicos totais nos extratos de erva-mate utilizando o sensor desenvolvido apresentou erro relativo inferior a 1,5% e uma ótima correlação com o método espectrofotométrico de referência (Folin-Ciocalteu). Portanto, o sensor proposto representa uma ferramenta útil para a detecção rápida e com exatidão adequada de compostos fenólicos totais em extratos de amostras comerciais de erva-mate, podendo ser avaliado também para aplicação em outras amostras.Abstract : This work describes the development of a new electrochemical sensor based on ionic organic film for the determination of total phenolic compounds in extracts of mate herb obtained from the commercial samples using the technique of square-wave voltammetry (SWV). The amphiphilic ionic molecule, 4-[(4-decyloxyphenyl)-ethynyl]-1-methylpyridinium iodide (10PyI), which has liquid-crystalline properties, was applied in the film form on the surface of glassy carbon electrode (GCE), giving rise to new GCE/10Pyl sensor. From the evaluation of phenolic compounds (caffeic acid, ferulic acid, rutin and quercetin), the sensor showed higher sensitivity to caffeic acid. Therefore, this compound was selected as standard for the optimization of the sensor and analytical application. Under the optimum conditions established ([10PyI] = 1.0 x 10-4 mol L-1; phosphate buffer (0.1 mol L-1; pH 2.0); frequency 100 Hz; pulse amplitude 60 mV and scan increment 5.0 mV), the calibration curve showed two linear ranges: 9.9 x 10-7 to 3.8 x 10-5 mol L-1 and 4.7 x 10-5 to 9.9 x 10-5 mol L-1caffeic acid with detection limits of 9.0 x 10-7 mol L-1 and 8.9 x 10-6 mol L-1, respectively. The GCE/10Pyl sensor demonstrated excellent reproducibility (RSD = 2.8%) and repeatability (RSD = 4.8%). The determination of total phenolic compounds in extracts of mate herb using the proposed sensor showed a relative error less than 1.5% and a good correlation with the spectrophotometric reference method (Folin-Ciocalteu). Therefore, the proposed sensor represents a useful tool for the rapid and accurate detection of total phenolic compounds in extracts of mate herb commercial samples and may also be evaluated for application in other samples