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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.46.2018.tde-19072018-141609
Document
Author
Full name
Letícia Francine Mendes
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2018
Supervisor
Committee
Paixão, Thiago Regis Longo Cesar da (President)
Ferreira, Marystela
Suffredini, Hugo Barbosa
Title in Portuguese
Desenvolvimento de sensor eletroquímico modificado com polímeros molecularmente impressos (MIP) visando à quantificação de cortisol
Keywords in Portuguese
Cortisol
Dispositivo descartável
Eletrodo modificado
MIP
Abstract in Portuguese
O cortisol é um hormônio associado a vários processos fisiológicos importantes. Esta dissertação apresenta estudos sobre o desenvolvimento de um sensor eletroquímico simples e de baixo custo visando à quantificação do cortisol sem a necessidade de modificação da superfície do sensor com biomoléculas. Inicialmente, o foco do trabalho foi o desenvolvimento de um método analítico visando à detecção direta de cortisol utilizando eletrodos não modificados de carbono vítreo. Estes estudos mostraram problemas de reprodutibilidade devido à grande adsorção da molécula de cortisol ou seus produtos de redução na superfície do eletrodo. Assim, avaliou-se o uso de eletrodos de grafite como dispositivos descartáveis em plataformas de papel. Uma boa linearidade foi observada em um intervalo de concentração semelhante ao apresentado nos estudos envolvendo o eletrodo de carbono vítreo (10 a 100 181.mol L-1). Diante desse resultado, os dispositivos portáteis de baixo custo apresentaram ótimas características analíticas em comparação ao método anterior mostrando à potencialidade para aplicação em amostras reais. Concomitantemente, polímeros impressos molecularmente (MIPs) fabricados por processos químicos e eletroquímicos foram estudados com o intuito de aumentar a seletividade para a análise de cortisol. Os MIPs quimicamente fabricados foram sintetizados usando acrilamida como monômero e N, N'-metilenobisacrilamida como agente de reticulante. Este material recombina-se com sucesso com o analito segundo os estudos de UV-Vis, no entanto a imobilização na superfície do eletrodo não foi possível. Assim, a polimerização eletroquímica do pirrol foi avaliada como uma maneira simples de produzir o MIP diretamente na superfície do eletrodo. A recombinação da molécula molde com os eletrodos modificados foi verificada por voltametria cíclica e técnica de microbalança eletroquímica de cristal de quartzo. A segunda abordagem apontou resultados promissores para o desenvolvimento de sensor piezelétrico modificado para detecção de cortisol.
Title in English
Development of electrochemical sensor modified with molecularly imprinted polymers (MIP) aiming cortisol quantification
Keywords in English
Cortisol
Disposable device
MIP
Modified electrode
Abstract in English
Cortisol is a hormone associated with several important physiological processes. This masters dissertation reports studies about the development of a simple and low cost electrochemical sensor aiming at the quantification of cortisol without the need of biomolecules immobilized at sensor surface. Initially, the focus was the development of an analytical method for the direct detection of cortisol using bare glassy carbon electrodes. These studies have shown problems of reproducibility due to large adsorption of the cortisol molecule or its reduction products on the electrode surface. Thus, it was evaluated the use of graphite electrodes as disposable devices in paperbased platform. A good linearity was observed in a concentration range similar to that obtained in studies involving the glassy carbon electrode (from 10 to 100 µmol L-1). In light of this result, the proposed low-cost portable devices presented great analytical features and low-cost in comparison with the previous method with potentiality for application in real samples. Concomitantly, molecularly imprinted polymers (MIPs) fabricated by chemical and electrochemical processes were studied to enhance the selectivity for cortisol analysis. The chemically manufactured MIPs were synthesized using acrylamide as monomer and N, N'-methylenebisacrylamide as crosslinking agent. This material recombine successfully with the analyte according the UV-Vis study, but it was difficult to immobilize this material at the electrode surface. The electrochemical polymerization of pyrrole was evaluated as a simple way to produce the MIP directly on the electrode surface. The recombination of the template molecule with the modified electrodes was verified by cyclic voltammetry and electrochemical quartz crystal microbalance technique. The second approach pointed out promisor results to the development of modified piezoelectric sensor for cortisol detection.
 
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Publishing Date
2018-07-31
 
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