Notícias

Jul 19, 2023

Determinação eletroquímica de L

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 5469 (2022) Citar este artigo 2854 Acessos 14 Citações 3 Detalhes de Métricas Altmétricas Um dos objetivos desta pesquisa foi desenvolver um sistema eletroquímico

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 5469 (2022) Citar este artigo

2854 acessos

14 citações

3 Altmétrico

Detalhes das métricas

Um dos objetivos desta pesquisa foi desenvolver um sensor eletroquímico que tivesse a capacidade de determinar o analito alvo e fosse barato e não tóxico. Outro objetivo era influenciar a redução do lixo eletrônico. De acordo com estes, uma haste de grafite de baterias de zinco-carbono foi usada para preparar um sensor eletroquímico para a determinação de L-triptofano em solução tampão Britton-Robinson. Dois métodos eletroquímicos foram utilizados na pesquisa experimental, voltametria diferencial de pulso e voltametria cíclica. O efeito de diferentes parâmetros, incluindo o valor do pH da solução de suporte, a taxa de varredura, bem como a concentração de L-triptofano na resposta da corrente, foi estudado. O valor do pH do tampão Britton-Robinson influenciou a intensidade do pico de oxidação do L-triptofano, bem como o potencial de pico. A intensidade da resposta de corrente foi maior em pH 4,0, enquanto o valor do potencial de pico tornou-se menor à medida que o pH aumentou, indicando que os prótons também participaram da reação redox. Com base nos dados obtidos, a oxidação eletroquímica do L-triptofano no eletrodo de grafite foi irreversível, reação de dois elétrons/dois prótons. Além disso, observou-se que o pico de oxidação aumentou à medida que a taxa de varredura aumentou. De acordo com os dados eletroquímicos obtidos, foi sugerido que a oxidação do L-triptofano era mista controlada por adsorção e difusão. A correlação linear entre o pico de oxidação e a concentração de L-triptofano foi investigada na faixa de 5,0 a 150,0 µM e os valores obtidos de limite de detecção e limite de quantificação foram 1,73 µM e 5,78 µM, respectivamente. Além disso, o sensor eletroquímico preparado foi bem-sucedido na determinação do analito alvo em amostras de leite e suco de maçã.

O L-triptofano (TRP) pertence aos aminoácidos essenciais porque o corpo humano não tem capacidade de sintetizá-lo1. O L-triptofano tem significado múltiplo para os humanos. É um ingrediente importante na dieta e é encontrado principalmente em alimentos ricos em proteínas, como laticínios, carnes, frutos do mar, soja ou nozes2. Além de ser um componente essencial da proteína, o L-triptofano também participa da síntese da niacina, que é precursora de importantes biomoléculas no organismo, como a melatonina e a serotonina3. Conhecer os níveis de L-triptofano é muito importante porque sua deficiência pode levar a distúrbios metabólicos e neurológicos4. Tendo isto em mente, pode-se perceber a importância da determinação deste aminoácido em amostras biológicas, bem como em amostras de alimentos. Embora vários métodos clássicos5,6,7 estejam disponíveis para quantificar este analito alvo, as técnicas eletroquímicas tornaram-se importantes neste campo de pesquisa. A voltametria é uma técnica eletroquímica e eletroanalítica baseada na medição da corrente em função do potencial aplicado. Existem diferentes tipos de técnicas voltamétricas, incluindo polarografia, voltametria cíclica e técnicas voltamétricas de pulso (pulso normal, pulso diferencial e voltametria de onda quadrada)8. As vantagens das técnicas voltamétricas são a boa sensibilidade e uma ampla faixa linear de concentrações para analitos orgânicos e inorgânicos, o curto tempo necessário para a análise, a ampla escolha de solventes e eletrólitos que podem ser usados ​​nas medições e a possibilidade de determinação simultânea de vários diferentes analitos sem a necessidade de sua separação prévia9. As medições voltamétricas cíclicas (CV) são geralmente a primeira etapa durante os estudos eletroquímicos de um composto, material biológico ou superfície do eletrodo. A eficácia do CV se reflete na capacidade de obter rapidamente informações sobre o comportamento redox dos analitos alvo em uma ampla gama de potenciais, termodinâmica de processos redox, cinética de reações heterogêneas, reações químicas acopladas ou processos de adsorção10. CV é baseado em uma mudança linear do potencial do eletrodo de trabalho do valor potencial inicial para um valor predefinido e, em seguida, o potencial muda na mesma taxa de varredura na direção oposta ao valor inicial ou algum outro valor predeterminado . A voltametria de pulso diferencial (DPV) provou ser uma técnica muito útil para determinar vestígios de compostos orgânicos e inorgânicos. A aplicação de pulso potencial aos eletrodos leva, na maioria dos experimentos, a uma melhoria significativa na relação entre as correntes Faraday e não Faraday, porque a corrente Faraday geralmente diminui mais lentamente ao longo do tempo em comparação com a corrente não Faraday (corrente elétrica de carga de dupla camada ), o que permite atingir limites de detecção mais baixos12. A diferença entre os valores dessas correntes é registrada em função do potencial aplicado resultando no pico correspondente no voltamograma cuja altura é diretamente proporcional à concentração do analito medido13. Além disso, a tendência de aumento do número de artigos de revisão e pesquisa publicados sobre o tema sensores eletroquímicos indica a importância desta área entre os pesquisadores . Zhao et al.18 utilizaram eletrodo de diamante dopado com boro como sensor eletroquímico para detecção de TRP em solução tampão Na2PO4/NaOH. Liu et al.19 utilizaram um eletrodo de carbono de vidro modificado com nanopartículas de TiO2 dopadas com prata para determinar o TRP em soluções tampão de 0,1 M de KOH e 0,1 M de tampão fosfato. Para detecção simultânea de dopamina, ácido úrico, L-triptofano e teofilina foi utilizado eletrodo de carbono vítreo modificado com pontos de carbono (CDs/GCE)20. Eletrodos de carbono são amplamente utilizados como sensores devido às suas boas propriedades eletroquímicas, como baixa corrente de fundo e boa condutividade elétrica. Além disso, são relativamente baratos, fáceis de preparar e, em sua maioria, não tóxicos. Porém, alguns pesquisadores4,21,22 têm sugerido a utilização de uma haste de grafite proveniente de baterias em vez de eletrodos comerciais, uma vez que o desenvolvimento da tecnologia também contribui para a geração de grandes quantidades de resíduos. Baterias de zinco-carbono podem ser encontradas entre esses resíduos. O descarte inadequado de resíduos de baterias permite a liberação de metais pesados ​​no meio ambiente, o que pode levar a inúmeros efeitos adversos aos organismos vivos23,24. A reciclagem de baterias protegeria o ambiente e poderiam ser alcançados benefícios económicos significativos25. Devido à boa condutividade elétrica e alta área superficial da haste de grafite, ela pode ser utilizada como potencial sensor eletroquímico4. Adicionalmente, a haste de grafite é adequada para modificação, o que permite o desenvolvimento de sensores com melhores características. De acordo com pesquisas anteriores21,22, a haste de grafite é utilizada como sensor eletroquímico para detecção de antioxidantes miricetina e ácido tanínico.