Publicação: Desenvolvimento de um sensor eletroquímico baseado em polímero molecularmente impresso para detecção de benzocaína
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Data
2025-02-06
Autores
Orientador
Teixeira, Marcos Fernando de Souza 
Coorientador
Pós-graduação
Química - IBILCE
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
A cocaína é uma das drogas de abuso ilegais mais consumidas no mundo. Adulterantes, como benzocaína, lidocaína e cafeína, são frequentemente utilizados para aumentar o volume da droga, visando a obtenção de maior lucro com sua venda. Os polímeros molecularmente impressos (PMI) se baseiam na engenharia molecular para criar cavidades e sítios de ligação específicos para os moldes moleculares, proporcionando o desenvolvimento de sensores com uma alta seletividade e com um reconhecimento específico das moléculas alvos. Por essa razão foi desenvolvido e otimizado um sensor voltamétrico baseado em polímero molecularmente impresso, utilizando a 3,3’-diaminobenzidina como monômero redox para a detecção. O filme de PMI foi eletrodepositado na superfície do eletrodo de óxido de estanho dopado com flúor por meio da eletropolimerização do monômero 3,3’-diaminobenzidina (DAB) na presença da molécula molde de benzocaína. Um mecanismo de eletropolimerização do monômero DAB foi proposto, onde foi evidenciado um par redox associado ao grupo azo. O número de ciclos para a eletropolimerização dos filmes poliméricos foi otimizado, resultando na melhor resposta com 30 ciclos. Na etapa de análise do desenvolvimento eletroquímico, os parâmetros de pH para testes em solução aquosa e o tempo de extração das moléculas moldes foram otimizados, apresentando melhores respostas em pH 2,00 em solução de KCl e 30 minutos de extração dos moldes moleculares em solução de KCl sob agitação ultrassônica. A caracterização físico-química dos filmes foi realizada por meio da microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM) e estudos eletroquímicos incluindo voltametria cíclica e pulso diferencial. A análise por AFM evidenciou a diferença de rugosidade entre os filmes de PNI-poli(DAB) e PMI-poli(DAB)-benzocaína, com valores de RMS (raiz quadrada média) de 27,87 nm e 36,62 nm, respectivamente. O estudo da velocidade de varredura corroborou para indicar que o processo realizado por PMI-poli(DAB)-benzocaína é predominantemente controlado por adsorção. Os resultados demonstraram que a plataforma sensorial apresenta um limite de detecção de 12,5 µg L-1 em uma faixa linear de 1,00 x 10-6 mol L-1 a 1,00 x 10-4. O sensor apresentou boa seletividade para benzocaína, corroborando para aplicação em análises forenses.
Resumo (inglês)
Cocaine is one of the most widely consumed illegal drugs of abuse worldwide. Adulterants such as benzocaine, lidocaine, and caffeine are often used to increase the bulk of the drug, aiming to maximize profits from its sale. Molecularly imprinted polymers (MIPs) are based on molecular engineering principles to create cavities and binding sites that are specific to template molecules, enabling the development of sensors with high selectivity and specific recognition of target molecules. For this reason, a voltammetric sensor based on a molecularly imprinted polymer was developed and optimized using 3,3'-diaminobenzidine as a redox monomer for detection. The MIP film was electropolymerized onto the surface of a fluorine-doped tin oxide electrode by electrochemical polymerization of the 3,3'-diaminobenzidine (DAB) monomer in the presence of benzocaine as the template molecule. A polymerization mechanism for the DAB monomer was proposed, evidencing a redox pair associated with the azo group. The number of cycles for polymer film electropolymerization was optimized, resulting in the best response with 30 cycles. During the electrochemical analysis development phase, parameters such as the pH for tests in aqueous solution and the extraction time of the template molecules were optimized, with the best responses achieved at pH 2.00 in a KCl solution and 30 minutes of molecular template extraction under ultrasonic agitation in a KCl solution. The physicochemical characterization of the films was performed using scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), and electrochemical studies including cyclic voltammetry and differential pulse voltammetry. AFM analysis revealed differences in surface roughness between NIP-poly(DAB) films and MIP-poly(DAB)-benzocaine films, with RMS (root mean square) values of 27.87 nm and 36.62 nm, respectively. The scan rate study indicated that the process performed by MIP-poly(DAB)-benzocaine is predominantly adsorption-controlled. The results demonstrated that the sensor platform has a detection limit of 12,5 µg L-1 within a linear range of 1.00 × 10⁻6 mol/L to 1.00 × 10⁻4 mol/L. The sensor exhibited good selectivity for benzocaine, supporting its application in forensic analyses.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português
Como citar
SILVA, Natalia Marçal. Desenvolvimento de um sensor eletroquímico baseado em polímero molecularmente impresso para detecção de benzocaína. Dissertação (Mestrado em Química ). 2025 – Universidade Estadual Paulista (Unesp), Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas (Ibilce), São José do Rio Preto, 2025.
