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http://ri.ufmt.br/handle/1/1607
Tipo documento: | Dissertação |
Título: | Desenvolvimento de biossensor enzimático baseado em lipases de fungo endofítico imobilizadas em Hidroxinitrato de zinco lamelar com nanopartículas de ouro para determinação de Carbendazim |
Autor(es): | Barboza, Adriene de Moura |
Orientador(a): | Castilho, Marilza |
Membro da Banca: | Castilho, Marilza |
Membro da Banca: | Jost, Cristiane Luisa |
Membro da Banca: | Silva, Carla Grazieli Azevedo da |
Resumo : | Neste trabalho, foi desenvolvido um biossensor enzimático baseado em lipases de fungo endofítico imobilizadas em hidroxinitrato de zinco lamelar contendo nanopartículas de ouro (HZnL/Au-NPs). Inicialmente, noventa fungos foram pré-avaliados quanto ao potencial de produção de lipase, por meio de ensaios de inoculação dos fungos em meio contendo corante rodamina-B e azeite de oliva. Após, foram selecionados sete fungos para a determinação da atividade enzimática, durante oito dias, utilizando p-nitrofenil palmitato (p-NPP) como substrato. A atividade hidrolítica das lipases foi determinada por espectrofotometria na região do visível (= 400 nm) monitorando-se o surgimento do p-nitrofenol (p-NP), produto da reação de hidrólise do p-NPP catalisada pela enzima. A maior atividade catalítica foi obtida com fungo Ceratobasidium sp.2 A1, resultando 30,88 U (1,0 nmol de p-NP min-1 mL-1 μg-1 de proteína), no oitavo dia de cultivo em meio líquido contendo azeite de oliva. O biossensor proposto foi construído com 0,5 U de lipase adsorvida em HZnL/AuNPs, pó de grafite, nanotubos de carbono de múltiplas paredes e óleo mineral nas quantidades de 20/90/10/50 mg, respectivamente. A voltametria de onda quadrada (VOQ) foi utilizada para a otimização e aplicação do biossensor para o substrato p-nitrofenil acetato (p-NPA), verificando melhor resposta eletroquímica com 80 Hz de frequência, 2,0 mV de incremento de varredura e 120 mV de amplitude de pulso, em solução 0,1 mol L-1 de tampão fosfato salino (PBS) a 0,1 mol L-1 de NaCl, pH 7,0 e 50,0 mmol L-1 do substrato. Na superfície do biossensor, a enzima lipase hidrolisa o substrato p-NPA formando p-NP, e este é reduzido eletroquimicamente em -0,9 V vs Ag/AgCl, gerando um pico proporcional a concentração de p-NPA. O biossensor foi aplicado na determinação do pesticida carbendazim em amostra de água pelo método de inibição da lipase. A resposta do biossensor foi linear na faixa de concentração de carbendazim de 10 a 100 μg L-1 (r= 0,9981) com limites de detecção e quantificação de 3,13 e 9,50 μg L-1 respectivamente. O estudo de recuperação para o carbendazim em amostras de água fortificadas ficou na faixa de 98,5 a 105,4%. O biossensor apresentou uma boa repetibilidade (N= 15) e reprodutibilidade (N= 5) com DPR de 4,4 e 3,6 % respectivamente, permanecendo estável durante 20 semanas. Os resultados obtidos aplicando o biossensor não apresentaram diferenças significativas quando comparados àqueles obtidos com método cromatográfico de referência, em um nível de confiança de 99%, demonstrando a aplicabilidade do biossensor para a determinação do pesticida carbendazim. |
Resumo em lingua estrangeira: | In this work, was developed an enzymatic biosensor based on endophytic fungi lipases immobilized on lamellar zinc hydroxynitrate containing gold nanoparticles (HZnL/AuNPs). Initially, ninety fungi were pre-evaluated in terms of lipase production potential by fungal inoculation tests in a medium containing rhodamine-B dye and olive oil. After that, seven fungi were selected for the enzymatic activity determination, during eight days, using p-nitrophenyl palmitate (p-NPP) as substrate. Lipases hydrolytic activity was determined by spectrophotometry in the visible region (λ = 410 nm) monitoring the p-nitrophenol (p-NP) appearance as product of p-NPP hydrolysis catalyzed by lipase enzyme. The highest catalytic activity was obtained with Ceratobasidium sp.2 A1 fungus, resulting in 30.88 U (1.0 nmol of p-NP min-1 mL-1 μg -1 protein), on the eighth day of culture in liquid medium containing olive oil. The proposed biosensor was constructed with 0.5 U of lipase adsorbed in HZnL / AuNPs, graphite powder, multi-walled carbon nanotubes and mineral oil in the amounts of 20/90/10/50 mg, respectively. Square-wave voltammetry (SWV) was used for the biosensor optimization and application to the substrate p-nitrophenyl acetate (p-NPA), obtaining best electrochemical response with 80 Hz frequency, 2.0 mV scanning increment and 120 mV of pulse amplitude in 0.1 mol L-1 phosphate saline buffer solution (PBS) with 0.1 mol L-1 of NaCl, pH 7.0 and 50.0 mmol L-1 of the substrate. The lipase enzyme hydrolyzes the p-NPA substrate to p-NP, which is reduced electrochemically on the biosensor surface at -0.9 V vs Ag / AgCl, generating a peak proportional to the concentration of p-NPA. The biosensor was applied for pesticide carbendazim determination in water samples by the lipase inhibition method. The biosensor response for the carbendazim pesticide was linear in the range of 10 to 100 μg L-1 (r = 0.9981) with detection and quantification limits 3.13 μg L-1 and 9.50 μg L-1 respectively. The recovery study for carbendazim in fortified water samples ranged from 98.5 to 105.4%. The biosensor showed good repeatability (N = 15) and reproducibility (N = 5) with DPR of 4.4 and 3.6% respectively, remaining stable for 20 weeks. The results obtained by the biosensor application showed no significant differences when compared to the chromatographic reference method, with a confidence level of 99%, demonstrating the applicability of the biosensor for carbendazim pesticide determination. |
Palavra-chave: | Ceratobasidium sp.2 Biossensor Hidróxido duplo lamelar Pesticida |
Palavra-chave em lingua estrangeira: | Ceratobasidium sp.2 Biosensor Double lamellar hydroxide Pesticide |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal de Mato Grosso |
Sigla da instituição: | UFMT CUC - Cuiabá |
Departamento: | Instituto de Ciências Exatas e da Terra (ICET) |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Química |
Referência: | BARBOZA, Adriene de Moura. Desenvolvimento de biossensor enzimático baseado em lipases de fungo endofítico imobilizadas em Hidroxinitrato de zinco lamelar com nanopartículas de ouro para determinação de Carbendazim. 2017. 117 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Exatas e da Terra, Cuiabá, 2017. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://ri.ufmt.br/handle/1/1607 |
Data defesa documento: | 22-Jun-2017 |
Aparece na(s) coleção(ções): | CUC - ICET - PPGQ - Dissertações de mestrado |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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