Investigação da capacitância interfacial em filmes de derivados de grafeno visando à aplicação em biossensoriamento

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pessanha, Tatiana Marques, 1986-
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1638432
Resumo: Orientadores: Lauro Tatsuo Kubota, Cecilia de Carvalho Castro e Silva
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spelling Investigação da capacitância interfacial em filmes de derivados de grafeno visando à aplicação em biossensoriamentoInvestigation of interfacial capacitance in films of graphene-derivatives for in biosensor aplicationsGrafenoBiossensoresÓxido de grafenoÓxido de grafeno eletroquimicamente reduzidoGrapheneBiosensorsGraphene oxideElectrochemically reduced graphene oxideOrientadores: Lauro Tatsuo Kubota, Cecilia de Carvalho Castro e SilvaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuímicaResumo: Este trabalho descreve o estudo experimental do comportamento da capacitância interfacial (Ci) na interface de filmes de derivados de grafeno, como: o óxido de grafeno (GO) e o óxido de grafeno reduzido eletroquimicamente (erGO) depositado sobre eletrodo de ouro, em eletrólitos aquosos. Como prova de conceito, os sistemas foram avaliados a partir de medidas de Ci obtidas usando espectroscopia de impedância eletroquímica para aplicação na detecção da proteína ß-amiloide (1-42), a qual é um dos biomarcadores da doença de Alzheimer. Primeiramente, concentrou-se na avaliação do eletrodo de Au modificado com o filme de GO (GO/Au), comparativamente com um eletrodo de Au não modificado. Os resultados para este sistema, evidenciam que as respostas para o eletrodo GO/Au às mudanças do pH da solução eletrolítica são afetadas pela densidade de grupos funcionais ionizáveis presentes na estrutura do material. Além disso, devido ao significativo espaçamento entre as folhas do filme de GO determinado por difração de raios-X (0,912 nm), observou-se que a Ci é afetada pela mudança da força iônica com NaClO4, devido a intercalação de íons na estrutura do filme. Ainda, avaliou-se o estudo de três cátions (Na+, Li+, e TMA+ ¿ tetrametilamônio) na Ci e notou-se que esses íons interagem de forma diferente na interface devido ao tamanho do raio iônico hidratado, mobilidade iônica e adsorção/interação. A segunda parte, destina-se aos resultados obtidos para o eletrodo erGO/Au. Os valores de Ci obtidos para esse sistema foram significativamente superiores ao sistema com GO, o que pode ser explicado ao aumento de condutividade do material e, possivelmente ao aumento da área eletroativa. Os resultados mostraram que o eletrodo erGO/Au apresenta sensibilidade frente as mudanças de pH do eletrólito e ainda, o sistema não apresentou evidências de intercalação iônica com a alteração da força iônica com solução aquosa de NaClO4. Também foi avaliado o efeito dos cátions, e os resultados mostraram uma resposta semelhante ao do GO. Como conclusão, pode-se afirmar que a o GO e o erGO apresentam propriedades eletroquímicas intrísecas em medidas de capacitância interfacial em eletrólitos aquosos, e esses sistemas apresentaram potenciais aplicações em sistemas de biossensoriamentoAbstract: This work describes the experimental study of graphene oxide (GO) and electrochemically reduced graphene oxide (erGO). In this study was investigating the behavior of interfacial capacitance (Ci) in different changes in electrolyte composition and as a proof of concept were evaluated in Ci measurements for application in the detection of ß-amyloid protein (1-42), one of the biomarkers of Alzheimer's disease. However, to facilitate the discussion of the results, the work was divided into two parts, Part I present the results for the GO (GO/Au electrode), where a comparison with the nonmodified-gold electrode (electrode Au), used as substrate. The results showed that the GO/Au electrode responses to the pH changes of the electrolyte solution in fuction of the density of ionizable functional groups present in the material. In addition, due to the significant spacing between sheets of GO film determined by DRX (0.912 nm), it was observed that Ci is affected by the change in ionic strength with NaClO4, due to the intercalation in the film. Also, the study of three cations (Na+, Li+, and TMA+ - tetramethylammonium) in Ci was evaluated and it was noted that these ions interact differently at the interface due to the hydrated ionic ray size, ion mobility and adsorption/interaction. The second part, Part II, present the results for the erGO/Au electrode. The Ci values for this system were significantly higher than the GO system, which can be explained by the increase in material conductivity and high area superficial. The results showed that the erGO/Au electrode exhibit sensitivity to changes in electrolyte pH, and the system did not show evidence of intercalation with the change of the ionic strength with NaClO4. The effect of cations was also evaluated, and the results showed a similar response to GO. In conclusion, the GO and erGO presents intrinsic electrochemical properties in interfacial capacitance measurements in aqueous electrolytes and showed potential application in biosensing systemsDoutoradoQuímica AnalíticaDoutora em CiênciasCNPQ140382/1-2015CAPES[s.n.]Kubota, Lauro Tatsuo, 1964-Silva, Cecília de Carvalho Castro e, 1987-Maroneze, Camila MarchettiDall'Antonia, Luiz HenriqueZanin, Hudson GiovaniNogueira, Ana FláviaUniversidade Estadual de Campinas. Instituto de QuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASPessanha, Tatiana Marques, 1986-20192019-09-10T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (105 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1638432PESSANHA, Tatiana Marques. Investigação da capacitância interfacial em filmes de derivados de grafeno visando à aplicação em biossensoriamento. 2019. 1 recurso online (105 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1638432. 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