Desenvolvimento de dispositivo o-DGT modificado com hidrogel baseado em grafeno para amostragem in situ de fármacos

Abstract

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um dispositivo o-DGT com camada de ligação modificada com hidrogel baseado em grafeno (3D-rGO), para amostrar atenolol e propranolol em água. A síntese do material foi realizada por meio de uma rota com baixo impacto ecotoxicológico e de baixo custo, e as condições de contorno do dispositivo foram determinadas pelos coeficientes de difusão e peloa avaliação da influência do pH e da força iônica. Após, o dispositivo foi aplicado em uma amostra de água da torneira. Os resultados obtidos para o dispositivo mostraram que o atenolol pode ser quantificado com eficiência, apresentando um coeficiente de difusão à 25 °C de 3,75 x 10-6 cm2 s-1. O pH não apresentou influência no dispositivo, porém estudos da otimização da eluição indicaram a interferência da força iônica na etapa de amostragem. Esta interferência pode ser superada pela utilização do coeficiente de difusão aparente ou por meio de ajuste de força iônica na camada ligante antes da montagem do amostrador. Para o propranolol, o efeito da força iônica foi mais pronunciado, e limitações da técnica de fluorescência molecular impediram sua quantificação nos experimentos com os amostradores. Para ambos os analitos, os coeficientes de difusão experimentais foram comparados com coeficientes de difusão teóricos encontrados pela equação de Hayduk-Laudie e pela lei de Archie, sendo verificada a maior confiabilidade dos resultados obtidos experimentalmente. Quando aplicado em uma amostra real, o dispositivo apresentou bom comportamento, com 92% de recuperação de atenolol. Os resultados obtidos foram promissores e a utilização do 3D-rGO é favorável, especialmente considerando sua obtenção de forma ambientalmente amigável que consolida a sua aplicação ambiental, tornando-o ideal para este fim.

This work aimed to develop an o-DGT device with a graphene-based hydrogel-modified binding layer (3D-rGO) to sample atenolol and propranolol in water. The synthesis of the material was carried out using a route with low ecotoxicological impact and low cost, and the boundary conditions of the device were determined by the diffusion coefficients and by the evaluation of the influence of pH and ionic strength. Afterwards, the device was applied to a sample of tap water. The results obtained for the device showed that atenolol can be efficiently quantified, presenting a diffusion coefficient at 25 °C of 3.75 x 10-6 cm2 s-1. The pH had no influence on the device, however studies of elution optimization indicated the interference of the ionic strength in the sampling step. This interference can be overcome by using the apparent diffusion coefficient or by adjusting the ionic strength in the binder layer before sampler assembly. For propranolol, the effect of ionic strength was more pronounced, and limitations of the molecular fluorescence technique prevented its quantification in experiments with samplers. For both analytes, the experimental diffusion coefficients were compared with theoretical diffusion coefficients found by the Hayduk-Laudie equation and Archie's law, verifying the greater reliability of the experimental results. When applied to a real sample, the device performed well, with 92% recovery of atenolol. The results obtained were promising and the use of 3D-rGO is favorable, especially considering its obtaining in an environmentally friendly way that consolidates its environmental application, making it ideal for this purpose.