Desenvolvimento de um biossensor de deteção e quantificação do ácido levulínico

• Autor(a) principal: Sillos, Dalton Marinho
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/23851
• topic: Pontos de carbonos; Sensor; Biomoléculas; Ácido levulínico; Carbon dots; Sensors; Biomolecules; Levulinic acid

O ácido levulínico (AL) tem sido alvo de muitos estudos por ser uma molécula de fácil produção via sintética e, mais recentemente, via processos envolvendo biomassas. O departamento de energia dos EUA, identificou o AL como uma plataforma de 12 potenciais químicos no conceito de biorrefinaria. A ampla gama do AL em possíveis produtos secundários, muitas aplicações nas industriais ou como um intermediário em química orgânica. Para além das largas dezenas de milhares de euros de custo de aquisição dos cromatógrafos, o reagente para uma determinação de AL tem um valor estimado de 1000 €. Desta forma, o objetivo deste trabalho é encontrar um método rápido, fácil e barato para a deteção e quantificação do AL, recorrendo para isso aos pontos de carbono (CDoT). Os CDoT são aglomerados de átomos de carbono com dimensões de partícula inferiores a 100 nm e, apresentam propriedades notáveis de fluorescência, além disso, destacam-se pela sua a baixa toxicidade, notável solubilidade em água e excelente biocompatibilidade. Recentemente, têm despertado considerável interesse como sensores para diversas substâncias analíticas de interesse. Neste contexto, a utilização de recursos naturais de baixo custo e renováveis não apenas satisfaz a necessidade de síntese em larga escala de CDoT, mas também incentiva desenvolvimento de aplicações sustentáveis. A preparação de CDoT utilizando recursos naturais como plantas, oferece diversas vantagens, tornando-se uma escolha econômica, ecologicamente sustentável e amplamente acessível. Os resíduos estão prontamente disponíveis e são recursos naturais como matéria-prima para a produção de CDoT com diversas características e formas atrativas. Vários artigos de revisão estão agora disponíveis cobrindo a síntese, propriedades e aplicações de CDoT. No entanto, há literatura de revisão específica e focada discutindo CDoT derivados de resíduos para aplicações de sensor. Para preencher essa lacuna, apresentamos uma revisão do progresso na produção de CDoT a partir de resíduos de Curcubita maxima (conhecida popularmente como abóbora bolina) e quantum dots à base de cádmio-telúrio revestido por ácido mercapto propiónico (MPA). Destacamos os métodos de síntese e, em seguida, fornecemos uma visão geral de suas propriedades óticas, ressaltando seu potencial como sensores para a deteção do ácido levulínico. É importante notar que as tentativas de desenvolver um método colorimétrico rápido, econômico e confiável para a deteção do ácido levulínico têm sido desafiadoras. A estrutura pequena, simples, sem grupos funcionais que o pudesse diferenciar contribuíram para a dificuldade de encontrar um método analítico sequer qualitativo. O objetivo de desenvolver um sensor económico, ecologicamente amigável e de utilização simples usando CDoT mostrou-se inatingível. Além disso, foram realizados ensaios experimentais com quantum dots à base de cádmio e telúrio, mas também não foi possível obter um sensor eficaz para o AL. Em resumo, nenhuma das metodologias testadas conseguiu produzir o sensor químico desejado para a deteção do ácido levulínico.