53º Congresso Brasileiro de Quimica
Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4

ÁREA: Química Analítica

TÍTULO: ELETRODO PARA DETECÇÃO DE HISTIDINA

AUTORES: Hoss, D. (UNIOESTE) ; Lindino, C.A. (UNIOESTE)

RESUMO: Sensores eletroquímicos são dispositivos extensamente utilizados em análises de materiais biológicos. O uso de metodologia eletroquímica se deve ao seu custo menor, precisão, exatidão, possibilidade de análise in situ e com o mínimo de geração de resíduos, em consonância com os princípios da Química Verde. Preparou- se um sensor baseado em pasta de carbono, polímero condutor e o aminoácido histidina. A incorporação do aminoácido na matriz do polímero condutor em meio ácido é o que apresenta melhor resultado com o polímero atuando ao mesmo tempo como suporte físico e mediador eletroquímico.

PALAVRAS CHAVES: sensor; aminoácido; polímero condutor

INTRODUÇÃO: Os aminoácidos são estruturas bases de diversos processos bioquímicos e sua detecção é de importância vital. Mesmo proteínas podem ser detectadas se desnaturadas ou rompidas suas ligações peptídicas, que são ligações que se estabelecem entre um grupo carboxila de um aminoácido e um grupo amina de outro aminoácido subsequente, com formação de uma molécula de água, gerando seus respectivos aminoácidos. Sensores são dispositivos que empregam um elemento de reconhecimento acoplado a um transdutor, que converte a energia do evento em um sinal mensurável.1 Portanto, a utilização de sensores eletroquímicos é uma das formas mais interessantes para a detecção de aminoácidos, pois apresenta um custo menor, precisão, exatidão, possibilidade de análise in situ e com o mínimo de geração de resíduos, em consonância com os princípios da Química Verde ou Química Limpa. Eletrodos modificados são alterações que são realizadas em eletrodos tradicionais com o intuito de prover maior seletividade, sensibilidade e correlação na determinação de espécies. A escolha desse material base para a modificação desejada é um aspecto extremamente importante, pois deve ser eletroativo, permitir reação redox, permitir diversas imobilizações, ser estável e de preferência de baixo custo. Polímeros condutores são alguns dos materiais utilizados como suporte e que podem conduzir a corrente elétrica, atuando como mediadores eletroquímicos, que podem ser utilizados na construção de biosensores. A incorporação de aminoácidos em diferentes matrizes na detecção eletroquímica permite não só a determinação destes mesmos, mas abre a possibilidade de detecção de proteínas e anticorpos.

MATERIAL E MÉTODOS: Todos os reagentes utilizados foram grau para análise. O gás utilizado para desoxigenação nas medidas voltamétricas foi o N2 (AGA, 99,999 %). A água utilizada para o preparo de soluções foi purificada por destilação e osmose reversa (ADAMO). Utilizou-se a célula eletroquímica com eletrodo de referencia de Ag/AgCl/KCl saturado, eletrodo de trabalho de pasta de carbono modificado e eletrodo auxiliar de Pt. Foram preparados eletrodos modificados sem e com o polímero condutor. Para isto, foram montados dois eletrodos: um eletrodo contendo somente pasta de carbono e outro eletrodo com pasta de carbono incorporado com 10% de polímero condutor sintetizado quimicamente (o-anisidina) e o aminoácido histidina (VETEC) e colocados em um suporte plástico apropriado. O contato elétrico foi realizado com um fio de cobre imerso na pasta de carbono. O eletrodo preparado deste modo foi nomeado PCPA. A característica eletroquímica da interação aminoácido-polímero foi determinada por voltametria cíclica, em solução tampão pH = 6,98 verificando-se o desempenho em diferentes velocidades de varredura (20, 50, 100, 150 e 200 mVs-1) e potenciais entre 0,0 e 1,0 V. As condições de trabalho foram estabelecidas no potenciostato Microquímica PG-01 acoplado a um computador. Após os teste eletroquímicos foi avaliada a influência do pH, na qual foram preparadas soluções de histidina em pH 3, 4, 5 e 6. Posteriormente, o estudo eletroquímico foi realizado por voltametria cíclica contendo 15 mL da solução de histidina 1 mmol L-1, com velocidade de varredura de 100 mVs-1 entre os potenciais de 0,0 V a 1,0 V adicionando-se 50 µL da mesma solução após cada medida, até a resposta ser invariável. Todas as medidas foram realizadas a 25°C.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados mostraram que o processo é controlado por difusão, com a obtenção de resposta com correlação de 0,9727 no gráfico corrente versus raiz quadrada da velocidade de varredura. No estudo da variação do pH da solução contendo histamina verificou-se que o eletrodo apresenta maior alteração no sinal da corrente em pH = 3,0. Neste pH, a poli-o-anisidina apresenta condutividade maior, facilitando os processos de trocas iônicas e transporte de elétrons2. Neste pH, a histidina apresenta o grupo carboxila desprotonado. A voltametria mostrou o surgimento de dois picos anódicos em 0,53 V e 1,0 V e um pico catódico em 0,19 V, nos quais a corrente gerada aumenta com o aumento na concentração do aminoácido histidina. A resposta do eletrodo modificado no potencial de 0,53 V é linear na concentração entre 1 x 10-3 e 1,58 x 10-2 mol L-1, com coeficiente de correlação de 0,9947 (Figura 1). Testes mostraram que este resultado é repetitível. Novos estudos estão sendo realizados para se determinar as demais figuras de mérito analítico.

Histidina

Resposta eletroquimica do eletrodo de pasta carbono/poli-o-anisidina à histidina, a 25 °C.

CONCLUSÕES: A incorporação do polímero condutor (poli-o-anisidina) em pasta de carbono juntamente com o aminoácido histidina permitiu obter resposta eletroquímica com a concentração do aminoácido na faixa entre 1 x 10-3 e 1,58 x 10-2 mol L-1, com coeficiente de correlação de 0,9947 em pH = 3, indicando a possibilidade deste sistema como um sensor à aminoácidos.

AGRADECIMENTOS: À Fundação Araucária (Paraná) pela Bolsa de Iniciação Científica de Débora Hoss.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1. TARLEY, C.R.T; SOTOMAYOR, M.D.P.T; KUBOTA, L.T. Química Nova 28, 2005, 1087
2. MATTOSO, L. H. Polianilinas: síntese, estrutura e propriedades. Química Nova, São Paulo, v. 19, n. 4, p. 388-399, 1996.