Determinação de produtos derivados da hidrólise ácida de bagaço de cana-de-açúcar utilizando sensores compósitos a base de polímeros molecularmente impressos

Abstract

Os sensores eletroquímicos à base de polímeros molecularmente impressos foram desenvolvidos para a determinação de D-xilose e D-arabinose em hidrolisados de cana-de-açúcar. Os sensores foram fabricados com eletrodos compósitos de grafite/parafina, modificados com nanotubos de carbono funcionalizados e polímeros molecularmente impressos. As técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectroscopia de Infravermelho com transformada de Fourier, Voltametria Cíclica, Espectroscopia de Impedância Eletroquímica e Voltametria de Pulso Diferencial, foram utilizadas na caracterização dos eletrodos de trabalho. Desta forma, importantes parâmetros que afetam diretamente o desempenho analítico do sensor foram otimizados. Os sensores apresentaram limite de detecção de 6,1 x 10-12 mol/L para D-xilose e 2,5 x 10-12 mol/L para D-arabinose, e faixa linear de 1,0 x 10-11 a 1,0 x 10-10 mol/L para ambas as pentoses. A reprodutibilidade e estabilidade do sensor foi verificado, a qual apresentou reprodutibilidade aceitável, contendo um desvio padrão relativo de 2,92% e estabilidade de 19 dias. A determinação de pentoses em amostras reais foi realizada por meio do método de adição padrão, onde os sensores eletroquímicos apresentaram recuperação de 93,7% – 103,6% para arabinose e 96,4% – 104,3% para xilose.

Electrochemical sensors based on molecularly imprinted polymers were developed for the determination of D-xylose and D-arabinose in sugarcane hydrolysates. The sensors were manufactured with graphite/paraffin composite electrodes modified with functionalized carbon nanotubes and molecularly imprinted polymers. Scanning Electron Microscopy, Fourier Transform Infrared Spectroscopy, Cyclic Voltammetry, Electrochemical Impedance Spectroscopy and Differential Pulse Voltammetry were used for the working electrodes characterization. Thus, important parameters that directly affect the analytical performance of the sensor have been optimized. The sensors had a detection limit of 6.1 x 10-12 mol/L for Dxylose and 2.5 x 10-12 mol/L for D-arabinose in the linear concentration range of 1.0 x 10-11 to 1.0 x 10-10 mol/L for both pentoses. The sensor reproducibility and stability were verified and these parameters showed acceptable results, in relation of reproducibility a RSD of 2.92% was obtained for a stability of 19 days. The determination of D-xylose and D-arabinose in real samples was performed using the standard addition method. The electrochemical sensors showed a recovery of 93.7% – 103.6% for D-arabinose, and 96.4% – 104.3% for D-xylose.