Monocamada de 1,4-benzenoditiol sobre ouro contendo nanopartículas de ouro funcionalizadas com um derivado de manose: uma proposta para detecção de Escherichia coli

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Dibo, Vitória Soares
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
dARK ID: ark:/83112/0013000002dr6
Texto Completo: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67493
Resumo: This work deals with the results on the formation of a platform composed of a self-assembled monolayer (SAM) of 1,4-benzenodithiol (BDT) molecules on gold (Au/BDT) on which it was immobilized gold nanoparticles (AuNPs) functionalized with 4-thiobenzene amminomanose (PTAM) producing the electrode Au/BDT/AuNPs/PTAM. The modification process of the gold surface was performed in subsequent steps, all of them spontaneous, with the produced electrodes being characterized by cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and surface-enhanced Raman scattering (SERS). At the first step (Au/BDT), a gold electrode was immersed in a dimethyl formamide solution containing BDT for different times reaching an optimum time of 2h according to the surface coverage data (  0.95 for immersion times of 2h or higher) determined by EIS. The SERS spectra of Au/BDT indicated the BDT molecules undergo adsorption on gold through one of the sulfur atoms assuming a configuration close to perpendicular in respect to the surface. For the Au/BDT/AuNPs electrode, the SERS spectra showed an intense Raman scattering signal due to the high concentration of electric field formed by the hot spots, indicating the incorporation of AuNPs through the binding of thiol fragments to substrates. After the functionalization with PTAM, the SERS spectrum of Au/BDT/AuNPs/PTAM indicated the presence of the sugar based on the similarity with the spectrum of the molecule in the solid state. The Nyquist diagram of Au/BDT/AuNPs/PTAM showed a meaningful increase of the charge transfer resistance (RCT = 99.80  cm2) in respect to the electrodes Au/BDT/AuNPs (RCT = 63.50  cm2) and Au/BDT (RCT = 50.00  cm2). The variation of RCT (RCT) of the [Fe(CN)6]4−/3− redox pair was used as parameter to determine the ability of Au/BDT/AuNPs/PTAM to quantitatively detect the Escherichia coli (E. coli) bacterium. The Nyquist diagrams obtained after immersion of Au/BDT/AuNPs/PTAM in solutions of different concentrations of E. coli ([E. coli]), allowed the construction of the RCT vs log[E. coli] plot from which the limit of detection (LOD) was determined as 8.0 x 105 UFC/mL, which is 11 times lower than the Au/PTAM biosensor (8,8 x 106 CFU/mL).
id UFC-7_96300161f45cd98b2c7cb3e95ca0a453
oai_identifier_str oai:repositorio.ufc.br:riufc/67493
network_acronym_str UFC-7
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository_id_str
spelling Monocamada de 1,4-benzenoditiol sobre ouro contendo nanopartículas de ouro funcionalizadas com um derivado de manose: uma proposta para detecção de Escherichia coliSelf-assembled monolayer of 1,4-benzenedithiol on gold containing gold nanoparticles functionalized with a mannose derivative: a proposal for the Escherichia coli detectionMonocamada automontadaBenzenoditiolNanopartículas de ouroDetecção de E. coli.This work deals with the results on the formation of a platform composed of a self-assembled monolayer (SAM) of 1,4-benzenodithiol (BDT) molecules on gold (Au/BDT) on which it was immobilized gold nanoparticles (AuNPs) functionalized with 4-thiobenzene amminomanose (PTAM) producing the electrode Au/BDT/AuNPs/PTAM. The modification process of the gold surface was performed in subsequent steps, all of them spontaneous, with the produced electrodes being characterized by cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and surface-enhanced Raman scattering (SERS). At the first step (Au/BDT), a gold electrode was immersed in a dimethyl formamide solution containing BDT for different times reaching an optimum time of 2h according to the surface coverage data (  0.95 for immersion times of 2h or higher) determined by EIS. The SERS spectra of Au/BDT indicated the BDT molecules undergo adsorption on gold through one of the sulfur atoms assuming a configuration close to perpendicular in respect to the surface. For the Au/BDT/AuNPs electrode, the SERS spectra showed an intense Raman scattering signal due to the high concentration of electric field formed by the hot spots, indicating the incorporation of AuNPs through the binding of thiol fragments to substrates. After the functionalization with PTAM, the SERS spectrum of Au/BDT/AuNPs/PTAM indicated the presence of the sugar based on the similarity with the spectrum of the molecule in the solid state. The Nyquist diagram of Au/BDT/AuNPs/PTAM showed a meaningful increase of the charge transfer resistance (RCT = 99.80  cm2) in respect to the electrodes Au/BDT/AuNPs (RCT = 63.50  cm2) and Au/BDT (RCT = 50.00  cm2). The variation of RCT (RCT) of the [Fe(CN)6]4−/3− redox pair was used as parameter to determine the ability of Au/BDT/AuNPs/PTAM to quantitatively detect the Escherichia coli (E. coli) bacterium. The Nyquist diagrams obtained after immersion of Au/BDT/AuNPs/PTAM in solutions of different concentrations of E. coli ([E. coli]), allowed the construction of the RCT vs log[E. coli] plot from which the limit of detection (LOD) was determined as 8.0 x 105 UFC/mL, which is 11 times lower than the Au/PTAM biosensor (8,8 x 106 CFU/mL).CNPq de 2019.2 a 2021.2Este trabalho apresenta os resultados sobre a formação de uma plataforma constituída de uma monocamada automontada (SAMs, Self-Assembled Monolayers) de moléculas de 1,4-benzenoditiol (BDT) em ouro (Au/BDT) sobre a qual foi incorporada nanopartículas de ouro (AuNPs) funcionalizadas com 4-tiolbenzeno aminomanose (PTAM), resultando no eletrodo Au/BDT/AuNPs/PTAM. O processo de modificação da superfície de ouro foi realizado em etapas sequenciais, todas de forma espontânea, sendo os eletrodos produzidos caracterizados por voltametria cíclica, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e espectroscopia vibracional Raman intensificada por superfície (SERS). Na primeira etapa (Au/BDT), o eletrodo de ouro foi imerso em solução de dimetilformamida contendo BDT por diferentes tempos de imersão chegando-se a um tempo otimizado de 2h, conforme dados de recobrimento superficial (  0,95 para tempos igual ou superior a 2h) determinados por EIE. Os espectros SERS do eletrodo Au/BDT indicaram que as moléculas de BDT experimentam adsorção sobre ouro através de um dos átomos de enxofre assumindo uma configuração próxima à perpendicular em relação à superfície. O espectro SERS do eletrodo Au/BDT/AuNPs apresentou sinal de espalhamento Raman intenso devido à alta concentração de campo elétrico formado entre nanopartículas (hot spots) sendo um indicativo da incorporação das AuNPs por meio da ligação dos fragmentos tióis, como ponte, aos substratos. Após funcionalização com moléculas de PTAM, o espectro SERS indicou a presença do açúcar, uma vez que o perfil espectral observado foi similar àquele obtido para o composto no estado sólido. Os diagramas de Nyquist do eletrodo Au/BDT/AuNPs/PTAM apresentaram um aumento substancial de resistência de transferência de carga (RCT = 99,80  cm2) em relação aos eletrodos Au/BDT/AuNPs (RCT = 63,50  cm2) e Au/BDT (RCT = 50,00  cm2). A variação de RCT (RCT) do par redox [Fe(CN)6]4−/3− foi utilizada como parâmetro para determinar, quantitativamente, as bactérias Escherichia coli (E. coli) pelo eletrodo Au/BDT/AuNPs/PTAM. Os diagramas de Nyquist obtidos após imersão em soluções de diferentes concentrações de E. coli ([E. coli]), permitiram a construção do gráfico de RCT vs log[E. coli] a partir do qual se determinou o limite de detecção (LOD) em 8,0 x 105 UFC/mL para essa plataforma sensora, sendo 11 vezes menor do que o LOD do eletrodo Au/PTAM (8,8 x 106 UFC/mL).Diógenes, Izaura Cirino NogueiraDibo, Vitória Soares2022-08-02T15:47:07Z2022-08-02T15:47:07Z2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfDIBO, Vitória Soares. Monocamada de 1,4-benzenoditiol sobre ouro contendo nanopartículas de ouro funcionalizadas com um derivado de manose: uma proposta para detecção de Escherichia coli. 2022. 73 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67493ark:/83112/0013000002dr6porreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-08-02T15:47:07Zoai:repositorio.ufc.br:riufc/67493Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-09-11T18:29:57.749647Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
dc.title.none.fl_str_mv Monocamada de 1,4-benzenoditiol sobre ouro contendo nanopartículas de ouro funcionalizadas com um derivado de manose: uma proposta para detecção de Escherichia coli
Self-assembled monolayer of 1,4-benzenedithiol on gold containing gold nanoparticles functionalized with a mannose derivative: a proposal for the Escherichia coli detection
title Monocamada de 1,4-benzenoditiol sobre ouro contendo nanopartículas de ouro funcionalizadas com um derivado de manose: uma proposta para detecção de Escherichia coli
spellingShingle Monocamada de 1,4-benzenoditiol sobre ouro contendo nanopartículas de ouro funcionalizadas com um derivado de manose: uma proposta para detecção de Escherichia coli
Dibo, Vitória Soares
Monocamada automontada
Benzenoditiol
Nanopartículas de ouro
Detecção de E. coli.
title_short Monocamada de 1,4-benzenoditiol sobre ouro contendo nanopartículas de ouro funcionalizadas com um derivado de manose: uma proposta para detecção de Escherichia coli
title_full Monocamada de 1,4-benzenoditiol sobre ouro contendo nanopartículas de ouro funcionalizadas com um derivado de manose: uma proposta para detecção de Escherichia coli
title_fullStr Monocamada de 1,4-benzenoditiol sobre ouro contendo nanopartículas de ouro funcionalizadas com um derivado de manose: uma proposta para detecção de Escherichia coli
title_full_unstemmed Monocamada de 1,4-benzenoditiol sobre ouro contendo nanopartículas de ouro funcionalizadas com um derivado de manose: uma proposta para detecção de Escherichia coli
title_sort Monocamada de 1,4-benzenoditiol sobre ouro contendo nanopartículas de ouro funcionalizadas com um derivado de manose: uma proposta para detecção de Escherichia coli
author Dibo, Vitória Soares
author_facet Dibo, Vitória Soares
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Diógenes, Izaura Cirino Nogueira
dc.contributor.author.fl_str_mv Dibo, Vitória Soares
dc.subject.por.fl_str_mv Monocamada automontada
Benzenoditiol
Nanopartículas de ouro
Detecção de E. coli.
topic Monocamada automontada
Benzenoditiol
Nanopartículas de ouro
Detecção de E. coli.
description This work deals with the results on the formation of a platform composed of a self-assembled monolayer (SAM) of 1,4-benzenodithiol (BDT) molecules on gold (Au/BDT) on which it was immobilized gold nanoparticles (AuNPs) functionalized with 4-thiobenzene amminomanose (PTAM) producing the electrode Au/BDT/AuNPs/PTAM. The modification process of the gold surface was performed in subsequent steps, all of them spontaneous, with the produced electrodes being characterized by cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and surface-enhanced Raman scattering (SERS). At the first step (Au/BDT), a gold electrode was immersed in a dimethyl formamide solution containing BDT for different times reaching an optimum time of 2h according to the surface coverage data (  0.95 for immersion times of 2h or higher) determined by EIS. The SERS spectra of Au/BDT indicated the BDT molecules undergo adsorption on gold through one of the sulfur atoms assuming a configuration close to perpendicular in respect to the surface. For the Au/BDT/AuNPs electrode, the SERS spectra showed an intense Raman scattering signal due to the high concentration of electric field formed by the hot spots, indicating the incorporation of AuNPs through the binding of thiol fragments to substrates. After the functionalization with PTAM, the SERS spectrum of Au/BDT/AuNPs/PTAM indicated the presence of the sugar based on the similarity with the spectrum of the molecule in the solid state. The Nyquist diagram of Au/BDT/AuNPs/PTAM showed a meaningful increase of the charge transfer resistance (RCT = 99.80  cm2) in respect to the electrodes Au/BDT/AuNPs (RCT = 63.50  cm2) and Au/BDT (RCT = 50.00  cm2). The variation of RCT (RCT) of the [Fe(CN)6]4−/3− redox pair was used as parameter to determine the ability of Au/BDT/AuNPs/PTAM to quantitatively detect the Escherichia coli (E. coli) bacterium. The Nyquist diagrams obtained after immersion of Au/BDT/AuNPs/PTAM in solutions of different concentrations of E. coli ([E. coli]), allowed the construction of the RCT vs log[E. coli] plot from which the limit of detection (LOD) was determined as 8.0 x 105 UFC/mL, which is 11 times lower than the Au/PTAM biosensor (8,8 x 106 CFU/mL).
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022-08-02T15:47:07Z
2022-08-02T15:47:07Z
2022
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv DIBO, Vitória Soares. Monocamada de 1,4-benzenoditiol sobre ouro contendo nanopartículas de ouro funcionalizadas com um derivado de manose: uma proposta para detecção de Escherichia coli. 2022. 73 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67493
dc.identifier.dark.fl_str_mv ark:/83112/0013000002dr6
identifier_str_mv DIBO, Vitória Soares. Monocamada de 1,4-benzenoditiol sobre ouro contendo nanopartículas de ouro funcionalizadas com um derivado de manose: uma proposta para detecção de Escherichia coli. 2022. 73 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
ark:/83112/0013000002dr6
url http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67493
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron:UFC
instname_str Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron_str UFC
institution UFC
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository.mail.fl_str_mv bu@ufc.br || repositorio@ufc.br
_version_ 1818373693331472384