Sensores interdigitados flexíveis de prata/nanomateriais visando à detecção de antidepressivos tricíclicos de potencial risco ecológico

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pereira, Vinícius Cambraia
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/48427
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Ciências de Materiais, 2023.
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spelling Sensores interdigitados flexíveis de prata/nanomateriais visando à detecção de antidepressivos tricíclicos de potencial risco ecológicoLayer-by- Layer (LbL)Água - qualidadeEspectroscopia de impedânciaDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Ciências de Materiais, 2023.A contaminação de águas superficiais com resíduos de fármacos, em particular os antidepressivos tricíclicos nortriptilina (NTP), amitriptilina (AMTP) e carbamazepina (CBZ) tem sido cada vez mais frequente. Sabe-se, também, que essas substâncias são capazes de mimetizar o funcionamento de substâncias endócrinas de maneira descontrolada, de modo a oferecer sérios riscos ao ambiente aquático e aos seres humanos. Diante desse contexto, o objetivo do presente trabalho foi desenvolver sensores eletroquímicos a partir de eletrodos interdigitados de prata modificados com filmes de nanomateriais para compor um sistema multissensorial tipo língua eletrônica (LE) para detectar esses antidepressivos em diferentes matrizes, como água ultrapura, água de torneira e água do lago Paranoá de Brasília-DF. A detecção foi conduzida com um sistema LE composto de um arranjo de seis sensores químicos modificados com nanomateriais, analisador de impedância, unidade multiplexadora e um algoritmo de análise de componentes principais (PCA) para análise e interpretação dos padrões de dados. Inicialmente, as respostas individuais dos sensores a cada um dos analitos foi avaliada por espectroscopia de impedância e os espectros ajustados com modelos de circuitos equivalentes. Entre os circuitos testados, o que melhor se ajustou aos dados experimentais foi aquele formado por uma combinação RC série em série com uma combinação RC paralelo. Além disso, verificou-se que a discriminação das amostras ocorre de forma satisfatória na faixa de 1 kHz a 10 kHz. Desse modo, amostras dos três antidepressivos em diferentes concentrações foram analisadas na frequência de 1 kHz. Observou-se que as respostas elétricas (capacitância e resistência) do arranjo de sensores formam impressões digitais elétricas únicas para cada analito investigado, que puderam ser satisfatoriamente discriminados com o auxílio de gráficos de PCA. De fato, notou-se uma correlação entre a variância contida nas componentes principais com a concentração de cada analito, o que permitiu quantificá-los, numa faixa compreendida entre 5 e 100 mmol L-1. Esse comportamento foi particularmente satisfatório para AMTP. Por fim, constatou se que a LE desenvolvida é capaz de discriminar os três analitos independentemente da matriz de estudo, indicando, portanto, um potencial de aplicação prática.The contamination of surface waters with pharmaceutical residues, particularly the tricyclic antidepressants nortriptyline (NTP), amitriptyline (AMTP), and carbamazepine (CBZ), has been increasingly common. It is also known that these substances are capable of mimicking the functioning of endocrine substances in an uncontrolled manner, posing serious risks to the aquatic environment and humans. Given this context, the objective of this study was to develop electrochemical sensors using interdigitated silver electrodes modified with nanomaterial films to create a multisensory system known as an electronic tongue (ET) for detecting these antidepressants in different matrices, such as ultrapure water, tap water, and water from Lake Paranoá in Brasília-DF. The detection was carried out using an ET system composed of an array of six chemical sensors modified with nanomaterials, impedance analyzer, multiplexing unit, and a principal component analysis (PCA) algorithm for data pattern analysis and interpretation. Initially, the individual responses of the sensors to each analyte were evaluated using impedance spectroscopy, and the spectra were fitted with equivalent circuit models. Among the tested circuits, the one that best fit the experimental data was a series combination of RC and a parallel combination of RC. Furthermore, it was observed that the discrimination of samples occurred satisfactorily in the frequency range of 1 kHz to 10 kHz. Thus, samples of the three antidepressants at different concentrations were analyzed at a frequency of 1 kHz. It was observed that the electrical responses (capacitance and resistance) of the sensor array formed unique electrical fingerprints for each investigated analyte, which could be satisfactorily discriminated with the help of PCA plots. In fact, a correlation was noted between the variance contained in the principal components and the concentration of each analyte, allowing for their quantification in a range from 5 to 100 mmol L-1. This behavior was particularly satisfactory for AMTP. Finally, it was found that the developed ET is capable of discriminating the three analytes regardless of the study matrix, indicating a potential for practical application.Faculdade UnB Planaltina (FUP)Programa de Pós-Graduação em Ciências de MateriaisPaterno, Leonardo GiordanoPereira, Vinícius Cambraia2024-06-26T19:09:59Z2024-06-26T19:09:59Z2024-06-262023-09-20info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfPEREIRA, Vinícius Cambraia. Sensores interdigitados flexíveis de prata/nanomateriais visando à detecção de antidepressivos tricíclicos de potencial risco ecológico. 2023. 69 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências de Materiais) - Universidade de Brasília, Brasília, 2023.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/48427porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-07-01T19:58:11Zoai:repositorio.unb.br:10482/48427Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-07-01T19:58:11Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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