Autores
Guimarães, A.S. (UFAL) ; Santos, J.S. (UFAL) ; de Oliveira, A.J. (UFAL) ; Lima, D.J.P. (UFAL) ; Cardoso, S.H. (UFAL) ; Santos, J.C.C. (UFAL) ; Figueiredo, I.M. (UFAL)
Resumo
O cobre, quando em excesso no corpo humano, pode estar associado a diversos
problemas, incluindo danos ao sistema nervoso central. Nesse sentido, esse
trabalho teve por objetivo sintetizar e avaliar uma sonda fluorescente para a
determinação de Cu (II). Assim, foram sintetizadas 8 Bases de Schiff, das quais, o
composto AS3 apresentou a maior sensibilidade entre os compostos sintetizados,
demonstrando-se seletivo ao Cu (II) com um limite de detecção de 0,041 umol L-1.
Por fim, foi desenvolvido um método fluorescente, sensível e seletivo a Cu (II)
podendo ser aplicado em amostras reais.
Palavras chaves
Aldiminas; sondas fluorescentes; cobre
Introdução
O cobre, o terceiro oligoelemento de transição mais abundante e essencial no corpo
humano, quando em excesso, pode ocasionar danos severos ao sistema nervoso
central, incluindo doenças como o Alzheimer, Parkinson, doenças de Wilson,
dislexia, lesão hepática infantil entre outras (FANG et al, 2019; PESSOA et al.,
2017). Assim, o estudo de sondas fluorescentes para a determinação de metais a
nível traço tem sido vastamente explorado devido às importantes aplicações
potenciais em diversas áreas, como as ciências biológicas, ambientais e
supramoleculares (ZHAO et al., 2018). Dentre as sondas fluorescentes, destaca-se
as bases de Schiff, devido a sua facilidade, rapidez, versatilidade e simplicidade
de síntese, bem como a sua alta tendência a coordenar seletivamente íons metálicos
em diversos estados de oxidação, além de apresentar emissão induzida por agregação
(AIE), que caracteriza essa classe como um potencial sensor químico para detecção
de íons metálicos (ZHAO et al., 2018; LIU et al., 2014). Neste sentido, ponderando
os fatores seletividade, sensibilidade, economia de tempo, simplicidade de
operação e instrumentação barata para a determinação do metal em questão, foram
sintetizadas bases de Schiff que exibem o fenômeno de AIE para atuarem como sondas
fluorescentes para a determinação de Cu (II).
Material e métodos
Todos as sondas foram sintetizadas utilizando 5 mmol do aldeído (2 eq.), 2,5 mmol
de hidrato de hidrazina 24% m/v (1 eq.) e 5 mL de etanol P.A. As reações foram
realizadas em refluxo por um período de 2-18 h e o produto sólido foi filtrado à
pressão reduzida, lavado com etanol (3x15 mL) e seco a temperatura ambiente (SOUZA
et al., 2013). Posteriormente, foi selecionada um composto modelo para prosseguir
os demais estudos, para isso, os ensaios preliminares foram realizados empregando
a sensibilidade analítica como critério de avaliação. Em seguida, avaliou-se os
solventes orgânicos no qual a sonda apresentaria a maior sensibilidade, para isso
utilizou-se: acetonitrila (MeCN), acetona, dimetilsulfóxido (DMSO), etanol (EtOH)
e tetrahidrofurano (THF) numa proporção (8:2) solvente:tampão Tris-HCl (pH 7,0, 15
mmol L[-1]) (LIU et al., 2014). Logo após, avaliou-se a proporção de solvente
orgânico em que a sonda expressaria a maior sensibilidade, para isso variou-se a
porcentagem de acetona de 10 a 90%. Em seguida, avaliou-se o efeito do pH na
capacidade de detecção da sonda, para isso, empregou-se o tampão Britton-Robinson
numa faixa de pH de 4,0 a 10,0 em concentração de 15 mmol L[-1]. Além disso,
avaliou-se a concentração da sonda que apresentaria a maior sensibilidade, para
isso, variou-se a concentração da sonda de 5 a 60 umol L[-1]. Por fim, a sonda foi
empregada em amostras reais. Todos os dados foram expressos como média ± desvio
padrão (SD) considerando medições em triplicata (n = 3). As avaliações
estatísticas foram realizadas empregando o software OriginPro 9.0 (OriginLab
Corporation, Northampton, Massachusetts, USA).
Resultado e discussão
Os compostos sintetizados apresentaram rendimentos entre 52 e 78% e foram
caracterizados por RMN 1H, 13C, FTIR e PF (Fig. 1A). Nas análises de RMN 1H, a
formação dos compostos pôde ser confirmada a partir do sinal correspondente ao H
da imina entre δ 8,5-9,0 ppm para todos os compostos. Posteriormente, utilizando a
sensibilidade analítica como critério de avaliação, foram otimizados as seguintes
condições para desenvolver o método de determinação de Cu (II): sensibilidade das
sondas frente a diferentes solventes orgânicos, sendo a sonda AS3 e a acetona
selecionadas (Fig. 1B); fração do solvente orgânico, sendo selecionado uma fração
20% (Fig. 1C); sensibilidade ao pH, sendo o pH 6,0 selecionado (Fig. 1D); sistema
tampão de maior sensibilidade, no qual o MOPS foi selecionado (Fig. 1E);
concentração da sonda, na qual a de 60 umol L-1 (Fig. 1F) foi selecionada e por
fim avaliou-se a seletividade da sonda frente a metais 11 metais, sendo essa
seletiva ao Cu (II)(Fig. 1G). Com isso, o método apresentou um limite de detecção
(LOD) de 0,041 umol L-1, faixa linear 0,04 – 0,1 umol L-1, com RSD para 0,05 mol
L-1 de 0,99% e para 0,09 umol L-1 1,81%. A sonda AS3 demonstrou-se mais eficiente
quando comparada a um derivado cumarínico fluorescente (LOD = 0,045 umol L-1) (WU
et al., 2019), bem como, a um derivado imínico colorimétrico (LOD = 0.156 mol L-
1) (VASHISHT et al., 2020).
B) e C) Otimização e Avaliação da fração ideal de solvente D) e E) Efeito do pH e do tampão F) e G) Avaliação da concentração e da seletividade
Conclusões
Foram sintetizadas 8 bases de Schiff, dessas, foi selecionada uma nova sonda
fluorescente para a detecção sensível e seletiva ao Cu (II). A intensidade de
fluorescência da Sonda AS3 tem uma relação linear com a concentração de Cu (II) na
faixa 0,04 - 0,1 μmol L-1 e seu LOD foi de 0,041 μmol L-1. Com isso, pode-se
inferir uma relação custo-eficiência frente ao processo simples procedimento de
síntese e o desempenho da sonda a torna apropriada para investigações em distintas
amostras.
Agradecimentos
UFAL, IQB-UFAL, PPGQB, CAPES, CNPq e FAPEAL
Referências
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WU, X.; WANG, H.; YANG, S.; TIAN, H.; LIU, Y.; SUN, B. A novel coumarin-based fluorescent probe for sensitive detection of copper (II) in wine. Food Chemistry. 284 , 23–27. 2019.
VASHISHT, D.; SHARMA, S.; KUMAR, R.; SAINI, V.; SAINI, V.; IBHADONC, A.; SAHOO, S. C.; SHARMA, S.; MEHTA, S. K.; KATARIA, R. Dehydroacetic acid derived Schiff base as selective and sensitive colorimetric chemosensor for the detection of Cu(II) ions in aqueous médium. Microchemical Journal. 155, 104705. 2020.
