Desenvolvimento de eletrodo serigrafado à base de carbono e sílica do tipo mcm-41 contendo magnetita para detecção e quantificação de 17 α-etinilestradiol

Abstract

Os sensores eletroquímicos são dispositivos miniaturizados que vêm sendo utilizados para análise e quantificação de várias espécies químicas de interesse nas áreas de saúde e principalmente meio ambiente. Dentre as espécies que têm despertado crescente interesse, destacam-se os contaminantes emergentes, principalmente compostos endócrinos que podem alterar o metabolismo biológico, as funções reprodutivas, o funcionamento do sistema nervoso e do crescimento e entre outros processos no organismo humano. Nesse contexto, esse trabalho tem o objetivo de desenvolver um sensor eletroquímico tipo eletrodo impresso para detecção e quantificação do composto endócrino 17 α-etinilestradiol (EE2), pois trata-se do componente mais utilizado em pílulas anticoncepcionais orais no Brasil. Entretanto, os eletrodos impressos para a detecção do EE2 atualmente, utilizam enzimas que são caras e tem pouca estabilidade frente a variação de temperatura. O sensor é constituído de um eletrodo impresso por serigrafia, composto de carbono condutor e sílica com estrutura de poros altamente ordenada e elevada área superficial, do tipo MCM-41, que foi sintetizada em presença de nanopartículas de magnetita, previamente preparadas pelo método solvotérmico. Os eletrodos impressos por serigrafia são muito versáteis, pois são produzidos em batelada diminuindo os custos e por serem descartáveis, eliminam etapas de limpeza e reativação entre as análises. O eletrodo impresso foi avaliado por voltametria de onda quadrada onde obteve o valor de pico de oxidação em cerca de 0,029 V e reprodutibilidade satisfatória. Curvas analíticas foram obtidas com excelente linearidade na faixa de 0,5 a 5,0 mmol L-1. Este sistema tem potencialidade para ser aplicado em escala industrial, na quantificação do contaminante emergente EE2 em águas tratadas e brutas, possibilitando um monitoramento de forma confiável e instantânea.

Electrochemical sensors are miniaturized devices that have been used to analyze and quantify various chemical species of interest in the areas of health and especially the environment. Among the species that have aroused increasing interest, emerging contaminants stand out, mainly in endocrine compounds that can alter biological metabolism, reproductive functions, nervous system functioning, growth, among other processes of the human body. In this context, this work aims to develop a printed electrode type electrochemical sensor for the detection and quantification of the endocrine compound 17 α-ethinylestradiol (EE2), as it is the most widely used component in oral contraceptive pills in Brazil. However, printed electrodes for the detection of EE2 currently use enzymes that are expensive and have little stability against temperature variations. The sensor consists of a screen-printed electrode composed of conductive carbon and high ordered pore structured silica, MCM-41 type, synthesized in the presence of magnetite nanoparticles, previously prepared by the solvothermal method. Screen-printed electrodes are very versatile, since they are produced in batches, reducing costs, and because they are disposable, they eliminate cleaning and reactivation steps between analyses. Screen-printed electrodes containing these nanostructures showed highly ordered pore structure and high surface area. The printed electrode was evaluated by square wave voltammetry, where the oxidation peak value was obtained at approximately 0.029 V and satisfactory reproducibility. Analytical curves were obtained with excellent linearity in the range of 0.5 to 5.0 mmol L-1. This system has potential to be applied on an industrial scale, on the quantification of EE2 in treated and raw water, enabling reliable and instantaneous monitoring.