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http://ri.ufmt.br/handle/1/1642
Tipo documento: | Dissertação |
Título: | Biossensor baseado em peroxidase de atemóia imobilizada em nanoargila modificada para biomonitoramento de glifosato |
Autor(es): | Oliveira, Grasielli Correa de |
Orientador(a): | Castilho, Marilza |
Coorientador: | Moccelini, Sally Katiuce |
Membro da Banca: | Castilho, Marilza |
Membro da Banca: | Dores, Eliana Freire Gaspar de Carvalho |
Membro da Banca: | Vieira, Iolanda Cruz |
Resumo : | A utilização de pesticidas na agricultura é uma prática necessária para o controle de pragas, doenças ou de ervas daninhas para atingir altos índices de produtividade e conseguir desta forma, atender a demanda crescente de alimentos. Os pesticidas têm hoje uma utilização bastante ampla, destacando-se os herbicidas de amplo espectro de ação, como é o caso do glifosato (N-fosfonometil glicina), citado como o herbicida mais vendido em todo o mundo. Em função da ampla utilização do glifosato, o desenvolvimento de métodos de análise que permitam a detecção e quantificação do herbicida em diferentes matrizes é de suma importância. Existem dificuldades em se estabelecer métodos simples para determinação de glifosato devido à sua característica iônica, baixa volatilidade, elevada solubilidade em água e ausência de grupos cromóforos. Os biossensores enzimáticos aparecem como método alternativo na detecção de glifosato. Eles podem ser aplicados usando o efeito inibidor deste pesticida sobre a atividade da maioria das enzimas. Um biossensor baseado em peroxidase de atemóia (Annona cherimola, Mill x Annona squamosa, I.), imobilizada em nanoargila modificada (montmorilonita modificada com grupos aminopropiltrietoxissilano e octadecilamina), foi construído para determinação de glifosato em amostras de água. O biossensor foi preparado a partir de uma pasta de carbono contendo 94,5 mg de pó de grafite, 10,5 mg de nanotubos de carbono multicamada, 60,0 mg de óleo mineral e 20,0 mg de nanoargila com a peroxidase imobilizada. A voltametria de onda quadrada (VOQ) foi utilizada para a otimização e aplicação do biossensor e vários parâmetros (concentração da enzima, peróxido de hidrogênio, pH, frequência (f), amplitude de pulso (DEp) e incremento de varredura (DEs) foram investigados para avaliar as melhores condições experimentais. O melhor desempenho do biossensor foi alcançado usando 0,1 mol L-1 de solução tampão fosfato (pH 7,0), 1,9 x 10-4 mol L-1 de peróxido de hidrogênio, e para a VOQ, f de 30 Hz, DEp de 50 mV e DEs de 4 mV. A reprodutibilidade e repetibilidade do biossensor apresentaram DPR% de 8,7 % e 5,5 %, respectivamente. A faixa linear de resposta do biossensor se encontra entre 0,10 e 4,55 mg L-1 com um LD de 0,03 mg L-1 e LQ de 0,09 mg L-1. A recuperação média de glifosato em amostras de águas variou de 94,9 - 108,9 %, indicando boa exatidão na resposta do biossensor. De acordo com teste t de Student, a um nível de confiança de 95 %, não existem diferenças significativas entre as recuperações obtidas usando o biossensor e as concentrações adicionadas de glifosato nas amostras de água. Contudo, para os resultados de cromatografia iônica (IEC), observou-se diferenças significativas entre as concentrações adicionadas e as encontradas de glifosato nas amostras. A estabilidade do biossensor foi avaliada durante um período de oito semanas e a resposta do biossensor permaneceu dentro dos limites de controle estatístico. Enfim, o sucesso na imobilização enzimática juntamente com a contribuição dos nanotubos de carbono forneceu um eficiente biocatalisador. O biossensor construído a partir deste material combinado com o efeito inibitório do glifosato sobre a atividade da enzima mostrou ser satisfatório para a determinação deste herbicida em amostras de água. Além disso, a construção deste biossensor é simples e de custo relativamente baixo. |
Resumo em lingua estrangeira: | The use of pesticides in agriculture is a necessary practice to control pests, diseases or weeds to achieve high productivity and thereby meet the growing demand for food. The pesticides used today have a very broad utilization, and there are several herbicides of broad spectrum of action, such as glyphosate (N-phosphonomethyl glycine) cited as the largest selling herbicide around the world. Due to the widespread use of glyphosate, the development of methods of analysis for the detection and quantification of the herbicide in different matrices is of paramount importance. There are difficulties in establishing simple methods for determination of glyphosate because of its ionic character, low volatility, high solubility in water and no chromophoric groups. The enzymatic biosensors appear as an alternative method for the detection of glyphosate. They can be applied using the inhibitory effect of pesticides on the most enzyme activity. A biosensor based on atemóia (Annona cherimola, Mill x Annona squamosa, I.) peroxidase immobilized on nanoclay modified (montmorillonite modified with groups aminopropyltriethoxysilane and octadecylamine) was constructed for the determination of glyphosate in water samples. The biosensor was prepared from a carbon paste containing 94.5 mg of graphite powder, 10.5 mg of multilayer carbon nanotube, 60.0 mg of mineral oil and 20.0 mg of immobilized peroxidase to the nanoclay. The square wave voltammetry (SWV) was used for optimization and application of the biosensor and various parameters (concentration of enzyme and hydrogen peroxide, pH, frequency (f), pulse amplitude (DEp) and scan increment (DEs) were investigated to evaluate the best experimental conditions. The best performance was achieved for the biosensor using 0.1 mol L-1 of phosphate buffer solution (pH 7.0), 1.9 x 10-4 mol L-1 of hydrogen peroxide, and the VOQ, f of 30 Hz, DEp of 50 mV and DEs of 4 mV. The reproducibility and repeatability of the biosensor showed RSD% of 8.7 % and 5.5 % respectively. The linear response of the biosensor is between 0.10 and 4.55 mg L-1 with an LD of 0.03 mg L-1 and LQ of 0.09 mg L-1. The average recovery of glyphosate in water samples ranged from 94.9 to 108.9 %, indicating good accuracy of the biosensor. According to Student's t test at a confidence level of 95 %, there was no significant differences between the recoveries using the biosensor and added glyphosate concentrations in water samples. However, for the results of ionic chromatography (IEC), there were significant differences between added and found concentrations of glyphosate in the samples. The stability of the biosensor was measured over a period of eight weeks and response of the biosensor remained within the statistical control limits. Finally, success in enzyme immobilization together with the contribution of carbon nanotubes provide an efficient biocatalyst. The biosensor constructed from this material combined with the inhibitory effect of glyphosate on the enzyme activity was found to be satisfactory for the determination of this herbicide in water samples. Moreover, the construction of this biosensor is simple and relatively low cost. |
Palavra-chave: | Biossensor Atemóia Nanoargila modificada Nanotubos de carbono Glifosato |
Palavra-chave em lingua estrangeira: | Biosensor Atemoya Nanoclay modified Carbon nanotubes Glyphosate |
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: | OLIVEIRA, Grasielli Correa de. Biossensor baseado em peroxidase de atemóia imobilizada em nanoargila modificada para biomonitoramento de glifosato. 2012. 84 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Exatas e da Terra, Cuiabá, 2012. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://ri.ufmt.br/handle/1/1642 |
Data defesa documento: | 3-Aug-2012 |
Aparece na(s) coleção(ções): | CUC - ICET - PPGQ - Dissertações de mestrado |
Arquivos deste item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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