Brasil

Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS (33144010006P9)
COMPOSTOS PEPTÍDICOS NANOESTRUTURADOS PARA DIRETA IMOBILIZAÇÃO DA UREASE
ROBERTA MARTINS DA COSTA
TESE
08/12/2015

Com o desenvolvimento da nanociência e nanotecnologia tem sido possível construir e manipular diferentes materiais na escala nanométrica para as mais diversas aplicações como: em medicina, em cosméticos, dispositivos eletrônicos, sensores, biossensores, entre outras. Neste trabalho, apresentamos um estudo baseado na auto-organização de micro/nanoestruturas de peptídeo (MNTs-FF), via fase sólidavapor, sobre um eletrodo de ouro modificado com 4-mercaptopiridina (Au/MCP), visando aplicação para detecção de ureia. Estudamos a influência do solvente no processo de nanoestruturação do peptídeo e observamos que o arranjo estrutural na qual a MNTs se cristaliza interfere fortemente na estabilidade do eletrodo, sendo a estrutura ortorrômbica P22121, obtida em vapor de anilina, mais estável do que a hexagonal P61, em vapor de água. Essa diferença estrutural é a chave para o bom desempenho do sensor, porque fornece uma interface contendo sítios de nitrogênio e oxigênio capaz de estabelecer ligações com a piridina do substrato (Au) e com os íons amônio e ureia, via interações cátions π e ou ligações de hidrogênio, apresentando valor de sensibilidade e limite de detecção para ureia de aproximadamente 81,3 μA cm−2 mmol−1 L e 0,06 mmol L-1, respectivamente. A funcionalização das MNTs-FF com polianilina e pireno permitiu o ancoramento covalente da enzima urease à superfície do eletrodo Au/MCP/MNTs-FF, com sensibilidade e limite de detecção frente a detecção de ureia de 30.0 μA cm-2 mmol L-1 e 0.17 mmol L-1 para o eletrodo contendo PANI/Urs, e 4.57 μA cm-2 mmol L-1 e 0.15 mmol L-1 para o eletrodo pireno/Urs respecticamente. As MNTs-FF sintetizadas na presença de nanotubos de carbono (NTc) não apresentaram alteração morfológica, porém, estudos de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) apontaram uma diminuição na resistência à transferência de carga para o três sistemas estudados: Au/MCP/MNTs-FF, Au/MCP/NTc/MNTs-FF, Au/MCP/NTc/MNTs-FF/Urs, Rtc 35,0, 0,80, 0,14 kΩ, respectivamente, apresentando sensibilidade e limite de detecção frente a detecção de ureia de 1,5 μA cm-2 mmol L-1 e 0,1 mmol L-1 respectivamente.

Micro/nanoestruturas de FF, fase sólida-vapor, polianilina, nanotubos de carbono.
The development of nanoscience and nanotechnology open up possibilities for the building and construction of distinct materials in the nanometric scale for many different application, such as: in medicine, cosmetics, electronic devices, (bio) sensors, among others. In this work, we presented the self-assembly of peptide micro/nanostructures based in diphenylalanine (MNTs-FF), via solid-vapor phase, on gold electrode modified with 4-mercaptopyridine (Au/MCP), for urea sensing. We studied the influence of the solvent on the peptide self-assembly process, and observed that the structural arrangement in which the MNTs-FF crystallizes strongly influences the electrode stability, the orthorhombic P22121 structure were obtained under aniline vapor, that is more stable than the hexagonal P61 obtained under water vapor interaction. This structural difference is the key to the good sensing performance, because it provides an appropriate interface, containing nitrogen and oxygen sites able to establish bonds with the pyridine, and the ammonium ion or urea molecule, via cation π interactions and or hydrogen bonds, with the sensitivity and detection limit for the urea sensing of ~ 81.3 μA cm-2 mmol L-1 and 0.06 mmol L-1, respectively. The functionalization of MNTs-FF with polyaniline and pyrene allowed the covalent anchoring of the enzyme urease the surface of the electrode Au/MCP/MNTs-FF, with sensibility and detection limit for urea sensing of 30.0 μA cm- 2 mmol L-1 and 0.17 mmol L-1 for the PANI/Urs, and 4.57 μA cm-2 mmol L-1 and 0.15 mmol L-1 for the pyrene/Urs electrode respectively. The MNTs-FF synthesized in the presence of carbon nanotubes (NTC) showed no morphological change, however, studies of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) showed a decrease in charge transfer resistance for the three systems studied, Au/MCP/MNTs-FF, Au/MCP/NTc/MNTs-FF, Au/MCP/NTc/MNTs-FF/Urs, Rtc 35,0, 0,80, 0,14 kΩ, respectively, the sensibility and detection limit for urea detection of 1.5 μA cm-2 mmol L-1 and 0.1 mmol L-1 respectively.
Micro/nanostructure FF, solid-vapor, polyaniline, carbon nanotubes
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC

Contexto

NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS
POLÍMEROS
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Banca Examinadora

WENDEL ANDRADE ALVES
Sim
Nome Categoria
EVERALDO CARLOS VENANCIO Docente
ZEKI NAAL Participante Externo
MARIA VALNICE BOLDRIN ZANONI Participante Externo
JANAINA DE SOUZA GARCIA Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUNDACAO DE AMPARO A PESQUISA DO ESTADO DE SAO PAULO - Bolsa de Doutorado 51

Vínculo

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Não