Desenvolvimento de sistem biomimético para análise de 3,5,6-Tricloro-2-piridinol, o principal metabólito do clorpirifós

Abstract

O presente trabalho está baseado no desenvolvimento de um sistema biomimético para monitoramento sensível e seletivo do metabólito TCP (3,5,6-tricloro-2-piridinol), proveniente do agrotóxico clorpitifós, o qual é mais solúvel que o próprio agrotóxico e cuja ocorrência em águas subterrâneas e superficiais é mais provável e perigosa. Foi construído um sensor biomimético com detecção voltamétrica por onda quadrada, os eletrodos, foram confeccionados à base de pasta de carbono modificada com o complexo cloro-5,10,15,20-tetraquis(pentafluorofenil)-21H,23H-porfirina ferro (III), o qual apresenta uma estrutura química semelhante à do sítio ativo da enzima P450. O sensor construído apresentou as melhores respostas em tampão fosfato 0,20 mol L-1 e pH 6,0, usando a voltametria de onda quadrada a 50 Hz, 150 mV de amplitude e 1,5 mV de E. Com os parâmetros otimizados o sensor apresentou limites de detecção e de quantificação de 1,9 e 5,2 μmol L-1, respectivamente. Estudos realizados para averiguar a biomimeticidade do sensor, incluíram: velocidade de varredura por voltametria cíclica, exploração do perfil hiperbólico da resposta no sensor e avaliação da seletividade. O sensor foi satisfatoriamente usado na análise em diversos tipos de amostras de interesse ambiental. Foram feitos testes de recuperação e nas amostras de solo, águas superficiais e subterrâneas obtendo recuperação de 91%, 107% e 96% respectivamente, mostrando que o sensor pode ser usado como método alternativo para quantificação de TCP em diferentes matrizes. O sensor também foi empregado no monitoramento da eficiência de polímeros de impressão molecular (MIP) para TCP. Buscando obter o polímero biomimético mais eficiente para o analito, foram usadas ferramentas computacionais que permitiram escolher o melhor monômero (acrilonitrila)...

This work is based on developing a biomimetic system for sensitive and selective monitoring of the TCP (3,5,6-trichloro-2-pyridinol), the principal metabolite of the pesticide chlorpyrifos, which is more soluble than the pesticide and whose occurrence in groundwater and surface water is more likely and dangerous. For this, a biomimetic sensor was constructed and the square wave voltammetric was used for measurements. The electrodes were fabricated using carbon paste modified with the complex chloro-5,10,15,20-tetrakis-(pentafluorophenyl)-21H,23H-porphyrin iron(III), which has a chemical structure similar to the active site of the enzyme P450. The sensor presented the best responses in phosphate buffer 0.20 mol L-1 and pH 6.0, using the square wave voltammetry with 50 Hz, amplitude of potential of 150 mV and ΔE of 1.5 mV. With the optimized parameters the sensor showed limits of detection and quantification of 1.9 and 5.2 μmol L-1, respectively. Studies conducted to investigate the mimicking of the sensor, included evaluation of the influence on scan rate in the cyclic voltammetry, the verification of the hyperbolic profile of the sensor response and evaluation of selectivity. The sensor has been satisfactorily applied in the analysis of different samples of environmental interest. Recovery experiments in samples of soil, surface water, and groundwater showed values of 91%, 107% and 96% respectively, showing that the sensor can be used as an alternative method for the quantification of TCP in different matrices. The sensor was also used to monitor the efficiency of molecularly imprinted polymers (MIP) for TCP. In order to obtain the most efficient biomimetic polymer to this analyte were used computational tools that allowed select the best monomer (acrylonitrile). In order to verify the results obtained by the theoretical... (Complete abstract click electronic access below)