Síntese e caracterização de polímero molecularmente impresso para determinação do corante tartrazina visando desenvolvimento e aplicação de novos sensores biomiméticos com transdução óptica - Chimello, Pedro Henrique Pradela [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2017)
O presente trabalho explora duas diferentes sínteses de polímeros impressos para o corante alimentício Tartrazina: pelo método em bulk e por precipitação. Para isso, foram avaliadas sínteses com diferentes monômeros funcionais e proporções molares entre os reagentes empregados para a polimerização. O MIP que apresentou melhor desempenho foi sintetizado pelo método de precipitação e na proporção 1:2:10 de molécula molde (Tartrazina), monômero funcional (acrilamida) e monômero estrutural (N-N´-metileno-bis-acrilamida), respectivamente. Este MIP-Tartrazina apresentou uma boa porcentagem de religação, em torno de 97%. Em seguida, foi avaliado seu desempenho na adsorção do analito por meio de isotermas de adsorção no intervalo de concentração de 0 a 300 µmol L-1 e os resultados foram satisfatórios, pois a curva obtida para o MIP apresenta um formato de “one site binding”, permitindo obter o valor de constante de associação aparente de 1,6 x 104 L µmol-1. Já com os dados obtidos, incluindo também o NIP, foi calculado o valor do fator de impressão para a concentração de 50 µmol L-1, sendo de 2,67. Todos estes resultados são atribuídos às cavidades formadas no MIP, que conferem uma alta afinidade e um reconhecimento especifico do analito. Comumente a quantidade de analito adsorvido é determinada a partir de análises indiretas da solução remanescente após a ligação do analito ao material adsorvente. Entretanto, podem induzir a erros experimentais e algumas vezes a valores de Q (adsorção do analito) negativos. Assim, neste trabalho é apresentado, pela primeira vez, os resultados obtidos por meio de medições realizadas diretamente no material adsorvente usando o modulo ATR (reflectância total atenuada) junto ao Barrelino. Permitindo introduzir uma nova técnica de caracterização de polímeros molecularmente impressos, mais versátil, direta e real da adsorção da Tartrazina no material adsorvente. Adicionalmente, rotas para imobilização do MIP-Tartrazina sobre fibras ópticas foram avaliadas, visando a construção de um optodo. Para tal, utilizou-se a imobilização via oclusão em fibras de poli(metacrilato de metila) usando Nafion®, que é um copolímero solúveis em álcoois de baixa massa molecular, e N-N dimetilformamida, que é utilizado para dispersar o copolímero. Utilizando uma massa de 6 mg de MIP como fase sensora foram obtidos resultados promissores, que poderão ser explorados em perspectivas futuras para o desenvolvimento de sensores biomiméticos ópticos e aplicados para a determinação do corante Tartrazina em amostras de diferentes matrizes de interesse alimentício. De tudo o exposto, este trabalho mostrou duas vertentes inovadoras para os polímeros impressos, a caracterização por reflectância difusa de sólidos como alternativa viável e mais adequada na obtenção de isotermas de adsorção e o uso de MIP como fase sensora na construção de optodos. Mostrando a viabilidade do material obtido, e a importância biotecnológica deste trabalho para futuras aplicações.

The present work investigates two different syntheses of imprinted polymers for the food dye Tartrazine: by bulk and by precipitation methods. For this, syntheses with different functional monomers and molar ratios among the reagents used for the polymerization were evaluated. The MIP presented better performance by precipitation method and the ratio 1:2:10 of template (Tartrazine), functional monomer (acrylamide) and structural monomer (N-N’-methylene-bis-acrylamide), respectively. This MIP-Tartrazine presented a good percentage of rebinding, around 97%. Then, adsorption performance of the analyte was evaluated by adsorption isotherms in the concentration range from 0 to 300 μmol L-1 and results were satisfactory, since the obtained curve for the MIP presents a "one site binding" form, allowing to obtain the value of apparent association constant of 1.6 x 104 L µmol-1 . With the obtained data, including also the NIP, the imprinted factor value was 2.67 for the concentration of 50 μmol L-1 . All these results can be attributed to the cavities that were formed in the MIP, which provide a high affinity and specific recognition of the analyte. Commonly, the analyte amount which was adsorbed is determined using indirect analysis of the remaining solution after the analyte binding to the adsorbent material. However, experimental errors can be induced and sometime to obtain negative values of Q (adsorption of the analyte). Thus, in this work is presented, for the first time, the results that were obtained by measurements performed directly on the adsorbent material using the diffuse reflectance of solids. This way, a new technique of characterization of molecularly imprinted polymers was introduced, with more versatile, direct and real of the Tartrazine adsorption in the adsorbent material. Additionally, routes for the immobilization of MIP-Tartrazine on optical fibers were evaluated, aiming the construction of an optode. For this, immobilization was used by occlusion in poly(methyl methacrylate) fibers using Nafion® and N-N dimethylformamide. Promising results were obtained using 6 mg of MIP as the sensing phase that could be explored in perspective future for the development of optical biomimetic sensors and applied for the Tartrazine determination in samples of different matrices of alimentary interest. Therefore, this work showed two innovative aspects for the imprinted polymers, the diffuse reflectance characterization of solids as a viable and more adequate alternative for obtaining of adsorption isotherms and the use of MIP as a sensor phase in the construction of optodes. Showing the feasibility of the material that was obtained, and the biotechnological importance of this work for future applications.
Synthesis and characterization of polymer molecularly printed for determination of tartrazine dye visible for development and application of new biomimotic sensors with optical transduction
Keywords: Tartrazina; Polimero molecularmente impresso; Sensores; Optodos; Reflectância difusa