Desenvolvimento de sensores eletroquímicos baseados em filmes finos para detecção de Paraquat - Garcia, Melina Paula Batista [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024)
A aplicação de agrotóxicos é um campo multidisciplinar que gera debates abrangentes devido às implicações que sua presença acarreta no ambiente e na segurança alimentar. Essas implicações podem ter efeitos significativos tanto no ecossistema quanto na saúde humana. Diante dessa realidade, observa-se um crescente interesse na pesquisa de novos sensores capazes de detectar e monitorar essas substâncias. Nesse contexto, a técnica de LangmuirSchaefer (LS) foi utilizada para modificar eletrodos de óxido de estanho dopado com índio (ITO) através da deposição de filmes finos, com o objetivo construir sensores para detectar o agrotóxico Paraquat (PQ). A modificação dos eletrodos foi realizada através da deposição filmes finos nanoestruturados de bis(N-propilimida) perileno (PTCD-Pr), ftalocianina de estanho (II) (SnPc) e ftalocianina de cobre (II) (CuPc). A caracterização destes filmes foi realizada por técnicas de espectroscopia de absorção UV-Vis, espectroscopia no infravermelho (FTIR), espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e voltametria cíclica (VC), sendo avaliado o crescimento, morfologia e organização molecular de cada filme. A otimização do número de camadas LS para cada filme foi realizada por voltametria cíclica em meio de eletrólito suporte KCl 0,1 mol/L na presença de PQ (1,2x10-4 mol/L). Os melhores resultados foram observados para os filmes com 5 camadas LS. O efeito da concentração do analito foi avaliado para cada filme por técnica de voltametria de pulso diferencial (DPV). Foram obtidas curvas de calibração e os limites de detecção (LD) calculados. A região linear e o LD obtidos para cada filme foram, respectivamente, 4,0 x10-8 a 3,4x10-5 mol/L e LD = 6,9 x10-6 mol/L (PTCD-Pr (TT)5), 4,0x10-8 a 3,4x10-5 mol/L e LD = 6,9x10-6 mol/L (SnPc5) e 4,0x10-8 a 4,2x10-6 e LD = 6,6 x 10-7 CuPc5. Este trabalho destaca-se pela a utilização de novos materiais orgânicos e específicos, com enfoque no desenvolvimento de sensores eletroquímicos para a detecção do Paraquat proporcionando um avanço significativo na fabricação e utilização de filmes finos para aplicações no monitoramento ambiental.

The application of pesticides is a multidisciplinary field that sparks broad debates due to the implications its presence carries for the environment and food safety. These implications can have significant effects on both the ecosystem and human health. Faced with this reality, there is a growing interest in researching new sensors capable of detecting and monitoring these substances. In this context, the Langmuir-Schaefer (LS) technique was used to modify indiumdoped tin oxide (ITO) electrodes by depositing thin films, aiming to construct sensors to detect the pesticide Paraquat (PQ). The modification of the electrodes was carried out by depositing nanostructured thin films of bis(N-propylimide) perylene (PTCD-Pr), tin phthalocyanine (SnPc), and copper phthalocyanine (CuPc). The characterization of these films was performed by UV-Vis absorption spectroscopy, infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), and cyclic voltammetry (CV), evaluating the growth, morphology, and molecular organization of each film. The optimization of the number of LS layers for each film was performed by cyclic voltammetry in a 0.1 mol/L KCl supporting electrolyte medium in the presence of PQ (1.2x10-4 mol/L). The best results were observed for films with 5 LS layers. The effect of the analyte concentration was evaluated for each film using the differential pulse voltammetry (DPV) technique. Calibration curves were obtained, and the limits of detection (LOD) were calculated. The linear region and LOD obtained for each film were, respectively, 4.0 x10-8 to 3.4x10-5 mol/L and LOD = 6.9 x 10-6 mol/L (PTCD-Pr(TT)5), 4.0x10-8 to 3.4x10-5 mol/L and LOD = 6.9x10-6 mol/L (SnPc5), and 4.0 x10-8 to 4.2x10-6 and LOD = 6.6 x 10-7 (CuPc5). This work stands out for the use of new and specific organic materials, focusing on the development of electrochemical sensors for the detection of Paraquat, providing a significant advance in the fabrication and utilization of thin films for applications in environmental monitoring.
Development of electrochemical sensors based on thin films for Paraquat detection
Keywords: Sensores; Sensor eletroquímico; Ftalocianina metálica; Perileno; Agrotóxicos; Sensors; Electrochemical sensor; Metallic phthalocyanine; Perylene; Pesticides