Development of electrochemical sensors based on composites for the simultaneous determination of drugs
| Autor: | Santos, Anderson Martin dos |
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| Přispěvatelé: | Fatibello Filho, Orlando |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2019 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UFSCAR Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) instacron:UFSCAR |
| Popis: | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) In this doctoral thesis different carbon materials were explored for the development of novel electrochemical sensor platforms. Thus, a glassy carbon electrode modified with a functionalized graphene film, chitosan and nickel oxide nanoparticles was initially proposed. This sensor was used for the simultaneous determination of paracetamol and ciprofloxacin in biological fluid samples using square wave adsorptive anodic stripping voltammetry. Analytical curves were a linear in the concentration range of 0.10 to 2.9 µmol L−1 for acetaminophen and of 0.040 to 0.97 µmol L−1 for ciprofloxacin, with limits of detection of 6.7 and 6.0 nmol L−1, respectively. Next, salbutamol and propranolol were determined simultaneously in synthetic urine and serum samples. For this, a glassy carbon electrode was modified with functionalized graphene, ionic liquid and silver nanoparticles all immobilized in a Nafion® film. The electrochemical determination provided linear concentration ranges of 0.079 to 2.9 μmol L−1 for salbutamol and of 0.10 to 2.9 μmol L−1 for propranolol with limits of detection of 13 and 17 nmol L−1, respectively. Subsequently, a sensor based on the modification of a glassy carbon electrode with a carbon black film, silver nanoparticles and poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate) was developed. The viability and efficiency of this sensor was verified by the simultaneous determination of paracetamol and levofloxacin in environmental and biological samples, with a linear response of 0.62 to 7.1 μmol L−1 for paracetamol and of 0.67 to 1.2 μmol L−1 for levofloxacin with limits of detection of 12 and 14 nmol L−1, respectively. Finally, in the last part of this work, a carbon paste electrode was modified with functionalized graphite and β-cyclodextrin. The electroanalytical potentiality of this new sensory architecture was investigated against the applicability of simultaneous determination of levodopa, piroxicam, ofloxacin and methocarbamol in synthetic urine and river water samples, with limits of detection of 65, 105, 89 and 400 nmol L−1, respectively. In addition, all modifications were morphologically characterized using scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, dispersive energy spectroscopy and/or contact angle, and also electrochemically by cyclic voltammetry and/or electrochemical impedance spectroscopy. In addition, the selectivity, precision and accuracy of the proposed methods were evaluated by possible interferences studies, intra- and inter-day repeatability measurements and comparison with UV-Vis spectroscopy, respectively. Nesta tese de doutorado foram explorados diferentes materiais de carbono para o desenvolvimento de novas plataformas de sensores eletroquímicos. Assim, inicialmente foi proposto um eletrodo de carbono vítreo modificado com grafeno funcionalizado e nanopartículas de óxido de níquel em um filme de quitosana. Este sensor foi utilizado para a determinação simultânea de paracetamol e ciprofloxacina em amostras de fluídos biológico empregando a voltametria adsortiva de redissolução anódica por onda quadrada. As curvas analíticas apresentaram faixa de concentração linear de 0,10 a 2,9 µmol L−1 para o paracetamol e de 0,040 a 0,97 µmol L−1 para a ciprofloxacina, com limites de detecção de 6,7 e 6,0 nmol L−1, respectivamente. Em seguida, realizou-se a determinação de salbutamol e propranolol simultaneamente em amostras de urina sintética e soro. Para isso, o eletrodo de carbono vítreo foi modificado com grafeno funcionalizado, líquido iônico e nanopartículas de prata imobilizados em um filme de Nafion®. A determinação eletroquímica forneceu faixas de concentração linear de 0,079 a 2,9 μmol L−1 para o salbutamol e de 0,10 a 2,9 μmol L−1 para o propranolol com limites de detecção de 13 e 17 nmol L−1, respectivamente. Posteriormente, foi desenvolvido um sensor baseado na modificação do eletrodo de carbono vítreo com um filme de carbon black, nanopartículas de prata e poli(3,4-etilenodioxitiofeno): poli(estireno sulfonato). A viabilidade e eficiência deste sensor foi verificada a partir da determinação simultânea de paracetamol e levofloxacina em amostras ambiental e biológica, no qual apresentou uma resposta linear de 0,62 a 7,1 μmol L−1 para o paracetamol e de 0,67 a 1,2 μmol L−1 para a levofloxacina com limites de detecção de 12 e 14 nmol L−1, respectivamente. Finalmente, na última parte deste trabalho, um eletrodo de pasta de carbono foi modificado com grafite funcionalizada e β-ciclodextrina. A potencialidade eletroanalítica da nova arquitetura sensorial foi investigada frente à aplicabilidade da determinação simultânea de levodopa, piroxicam, ofloxacina e metocarbamol em amostras de urina sintética e água de rio, sendo os limites de detecção obtidos iguais a 65, 105, 89 e 400 nmol L−1, respectivamente. Ademais, todas as modificações realizadas foram caracterizadas morfologicamente utilizando microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia de energia dispersiva e/ou ângulo de contato e, também eletroquimicamente empregando a voltametria cíclica e/ou espectroscopia de impedância eletroquímica. Além disso, a seletividade, precisão e exatidão dos métodos propostos foram avaliadas por meio de estudos de possíveis interferentes, repetibilidade intra- e inter-dias e comparação com espectroscopia UV-Vis, respectivamente. CNPq: 160150/2015 |
| Databáze: | OpenAIRE |
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