Autores
de Oliveira, G.C. (UFF) ; Chagas, A.L.S. (UFF) ; Guimarães, S.F. (UFF) ; Ponzio, E.A. (UFF) ; Cassella, R.J. (UFF)
Resumo
Neste trabalho, eletrodos compósitos a base de policaprolactona (PCL) foram
preparados com diferentes proporções de materiais de carbono (grafite, óxido de
grafeno e carbono Vulcan®). Em todos os compósitos, a proporção de PCL foi mantida
fixa em 30% (m/m). A melhor resposta eletroativa foi obtida com o eletrodo com 70%
(m/m) de grafite. Este eletrodo foi caracterizado por espectrometria na região do
infravermelho e voltametria cíclica. O eletrodo proposto foi utilizado na
determinação voltamétrica de vitamina B2 em medicamentos do complexo B e
apresentou resultados satisfatórios. O eletrodo apresenta grande potencial de
aplicação na quantificação e identificação de diversos outros analitos em amostras
de interesse farmacêutico, biológico e/ou ambiental.
Palavras chaves
sensor eletroquímico; policaprolactona; vitamina
Introdução
Os eletrodos compósitos consistem em misturas entre, pelo menos, duas fases, uma
isolante e uma condutora. Considerando as fases de condução, os materiais
derivados do carbono como, por exemplo, o grafite (DE OLIVEIRA et al, 2018), são
opções atraentes para a construção de sensores baratos e versáteis. Com relação
às fases isolantes, podemos citar os polímeros termoplásticos, como a
acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) (DE OLIVEIRA et at, 2018), o poliácido
láctico (PLA) (SILVA et al, 2018) e a policaprolactona (SILVA et al, 2020). A
policaprolactona (PCL) é um polímero termoplástico biodegradável utilizado em
materiais aplicados a suturas de ferimentos, blendas com outros polímeros para
fins medicinais, em razão de ser atóxico e flexível. Há poucos relatos na
literatura sobre o uso da PCL como material isolante em eletrodos compósitos
(SILVA et al, 2020). A vitamina B2 (riboflavina) é um pó cristalino branco
amarelo-alaranjado, de sabor amargo e odor leve, pertencente ao grupo das
vitaminas hidrossolúveis do complexo B. A carência da vitamina B2 pode ser
originada tanto pela falta de alimentos ou de uma dieta mal equilibrada. A
vitamina B2 não é sintetizada pelo nosso organismo e deve ser adquirida por meio
da alimentação e/ou suplementos vitamínicos (DE OLIVEIRA et al, 2018). Desta
forma, métodos analíticos para a determinação desta vitamina em diferentes tipos
de amostras são necessários. No presente trabalho, propomos o uso de um eletrodo
compósito a base de PCL e grafite para a determinação voltamétrica de vitamina
B2 em medicamentos.
Material e métodos
As experiências voltamétricas foram realizadas em um potenciostato Autolab
PGSTAT128N (Metrohm®, Suíça) controlado com o software Nova 2.1 (Metrohm®,
Suíça). O sistema eletroquímico consistiu em uma célula de três eletrodos. Um
eletrodo Ag/AgCl (3 M KCl) foi usado como eletrodo de referência em combinação
com um fio de platina como contra eletrodo e eletrodos compósitos de PCL como
eletrodos de trabalho. Todas as medidas voltamétricas foram realizadas em uma
célula de três eletrodos contendo 20,0 mL de uma solução de um eletrólito
suporte adequado. Todas as experiências foram realizadas à temperatura ambiente
sem remover o oxigênio dissolvido. Os sensores foram preparados para obter uma
proporção fixa de 30% (m/m) de PCL no material final. O PCL (IC3D®, Brasil) foi
solubilizado em clorofórmio na proporção de 1:3. Em seguida, os materiais de
carbono (grafite, óxido de grafeno e carbono Vulcan®) foram adicionados em
diferentes proporções: 70% (m/m) de grafite; 69% (m/m) de grafite e 1% de (m/m)
de óxido de grafeno; 70% (m/m) de carbono Vulcan®. Os compósitos foram
homogeneizados manualmente durante 10 minutos e inseridos em seringas do tipo
insulina (1,0 mm de diâmetro interno). Em seguida, fios de cobre foram usados
para estabelecer o contato elétrico dos sensores. Os eletrodos foram armazenados
à temperatura ambiente entre 3 a 7 dias até a evaporação total do solvente.
Posteriormente, os sensores eletroquímicos foram polidos usando lixas d’água de
grão 600 e 1200.
Resultado e discussão
Os eletrodos compósitos foram avaliados empregando a voltametria cíclica em
eletróltito suporte 0,5 M de KCl contendo 5 mM de K3[Fe(CN)6] a 25 mV/s. Na
Figura 1, observa-se que os melhores resultados quanto as intensidades de
correntes de pico e perfil voltamétrico foram obtidos com o eletrodo 70% (m/m)
de grafite. Tal fato pode estar relacionado as cinéticas mais rápidas de
transferência de elétrons na superfície deste eletrodo. Desta forma, o eletrodo
70% (m/m) de grafite foi definido como o eletrodo de trabalho para os estudos
posteriores. Na Figura 2, é possível observar um par reversível de picos
anódico-catódicos para a vitamina B2, um pico de redução localizado a -0,35 V e
um pico de oxidação a -0,21 V (DE OLIVEIRA et at, 2018). Os estudos indicaram a
ocorrência de um processo misto de adsorção e difusão desta vitamina na
superfície do eletrodo 70% (m/m) de grafite (BECK, 1995). Para a determinação de
vitamina B2 foi utilizada a voltametria de pulso diferencial (VPD). As melhores
condições foram obtidas empregando um incremento de 5 mV, amplitude de 100 mV e
velocidade de varredura de 50 mV/s. Estas condições otimizadas foram utilizadas
em todos os experimentos posteriores. Foram obtidas duas curvas analíticas, a
primeira, no intervalo de concentração entre 1,5 a 7,0 µM e, a segunda, entre
8,0 a 13,5 µM. Os limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ) calculados,
utilizando a primeira curva, apresentaram valores de 0,2 µM e 0,6 µM,
respectivamente. A segunda curva apresentou LD de 1,2 µM e LQ de 3,5 µM. O
método da adição de padrão foi usado na determinação da vitamina B2 em
comprimidos da marca EMS complexo B. Uma porcentagem de recuperação satisfatória
foi obtida demonstrando a viabilidade do uso do eletrodo proposto na
determinação de vitamina B2.
Voltamogramas cíclicos usando eletrodos ECGP (70% m/m grafite), ECGP/GO (69% m/m grafite e 1% m/m óxido de grafeno, ECGP/CV (70% m/m carbono Vulcan®)
Voltamogramas cíclicos obtidos em (a) tampão acetato 0,1 M (pH 4,5) e (b) 50 µM de vitamina B2.
Conclusões
O presente trabalho propôs a determinação voltamétrica de vitamina B2 em
medicamentos usando um eletrodo a base de um polímero termoplástico biodegradável
(policaprolactona) e grafite. Este sensor demonstra várias vantagens, tais como,
baixo custo, simples construção e rapidez de análise. A quantificação de vitamina
B2 em comprimidos foi realizada com sucesso. O eletrodo proposto mostra-se
promissor para a determinação de diversas outras vitaminas em formulações
farmacêuticas e fluidos biológicos.
Agradecimentos
Os autores agradecem a Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado
do Rio de Janeiro (FAPERJ, E-26/202.405/2019, E-26/202.406/2019) pelas bolsas e
pelo apoio financeiro.
Referências
BECK, F. Cyclic voltammetry—simulation and analysis of reaction mechanisms, v. 7, n. 3, p. 298-298, 1995. DE OLIVEIRA, G. C.; PEREIRA, L. C.; SILVA, A. L.; SEMAAN, F. S.; CASTILHO, M.; PONZIO, E. A. Acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) composite electrode for the simultaneous determination of vitamins B2 and B6 in pharmaceutical samples. Journal of Solid State Electrochemistry, v. 22, n. 5, p. 1607–1619, 2018. SILVA, A. L.; CORRÊA, M. M.; OLIVEIRA, G. C. DE; MICHEL, R. C.; SEMAAN, F. S.; PONZIO, E. A. Development and application of a routine robust graphite/poly(lactic acid) composite electrode for the fast simultaneous determination of Pb2+ and Cd2+ in jewelry by square wave anodic stripping voltammetry. New Journal of Chemistry, v. 42, n. 24, p. 19537–19547, 2018. SILVA, E. M. DA; OLIVEIRA, G. C. DE; SIQUEIRA, A. B. DE; TEREZO, A. J.; CASTILHO, M. Development of a composite electrode based on graphite and polycaprolactone for the determination of antihypertensive drugs. Microchemical Journal, v. 158, p. 105228, 2020.
