Otimização da preparação de eletrodo de pasta de carbono contendo riboflavina imobilizada em suporte inorgânico

Abstract

ON AN INORGANIC SUPPORT. The aim of this work was to optimize the preparation of electrodes with riboflavin (RF) immobilized on a silica surface modified with niobium oxide and carbon paste. Electrode preparation was optimized employing a factorial design consisting of two levels and three factors. The electrochemical properties of immobilized RF were investigated by cyclic voltammetry. The factorial analysis was carried out analysing the current intensity (I pa ). It was possible to optimize the electrode to get the best reversibility in the redox process, i. e. the lowest separation between anodic and cathodic peak potentials and a current ratio close to unity. The concentration of supporting electrolyte has a small effect. The proportion has the highest effect and the interaction factor between proportion and mixture has also a significant effect on the current intensity.Keywords: carbon paste electrode; optimization of electrochemical properties; factorial design. INTRODUÇÃOA imobilização de mediadores de elétrons sobre superfícies para produzir eletrodos quimicamente modificados para uso em eletroanálise vem sendo amplamente investigada durante as últimas duas décadas [1][2][3][4] . Eletrodos modificados com quinonas, flavinas e outras classes de compostos quinóicos, tais como fenoxazina, estão sendo amplamente explorados para o desenvolvimento de sensores 5-8 . A importância de flavinas em catálises enzimáticas tem motivado os estudos do comportamento eletroquímico de monocamadas ou agregados contendo flavinas sintéticas 9 . A flavina nucleotídeo tem a habilidade para transferir um ou dois elétrons e promover a redução de oxigênio molecular 10 . As flavinas também trabalham como coenzimas redox em muitas transformações biológicas e, conseqüen-temente, vêm sendo empregadas como mediadores redox entre o eletrodo e várias enzimas 11 . Além disso, as flavinas são mediadores eficientes para a oxidação bioeletroquímica da nicotinamida adenina dinucleotídeo (NADH) 12 . Portanto, há um especial interesse no estudo da reação entre flavina com NADH [13][14][15] . Entretanto, o maior obstáculo encontrado neste tipo de estudo é a baixa diferença entre os valores de E 0´ do NADH e da flavina livre, a qual resulta numa reação cineticamente lenta e termodinamicamente pouco favorável.Através do desenvolvimento de novos eletrodos modificados, vários caminhos alternativos têm sido mostrados para mudar o E 0´ de uma reação/catálise como resultado do processo de imobilização [16][17] . Diferentes materiais de eletrodo estão sendo empregados, tais como diferentes materiais carbonáceos, ouro, platina, etc. [18][19][20] . O material do eletrodo usualmente afeta o E 0´ das espécies eletroativas 21 , e a estabilidade depende do procedimento de imobilização 22 . Muitas tentativas estão sendo feitas para deslocar o E 0´d os compostos eletroativos para inserí-los dentro do intervalo de potencial considerado ideal (-100 a 0 mV), com o propósito de desenvolver biossensores 21,23 e aumentar a atividade eletrocatalítica.Os eletrodos de p...

Otimizaçâo das condições de preparação de eletrodos à base de carbono cerâmico utilizando-se planejamento fatorial

“…Dentre os planejamentos quimiométricos mais utilizados estão os fatoriais 2 k (2 níveis e k fatores), os quais permitem otimizar o sistema, com um pequeno número de experimentos e, principalmente, tornam possível a verificação dos efeitos entre os fatores nos diferentes níveis estudados. [35][36][37] Essa metodologia foi empregada por Kubota e colaboradores na proposta de otimização da preparação de um eletrodo de pasta de carbono modificado com riboflavina imobilizada em suporte inorgânico, utilizando-se um planejamento fatorial do tipo 2 3 (2 níveis e 3 fatores), no qual foram analisados os seguintes fatores: a relação entre as quantidades de grafite e sílica modificada (fator 1), a forma de preparação (fator 2) e a concentração de eletrólito suporte (fator 3). 37 As diferentes condições de síntese influenciam de maneira significativa a resposta eletroquímica dos ECC.…”

Optimization of an amperometric biosensor for the detection of hepatitis C virus using fractional factorial designs

“…Factorial design can be represented by b k , where k is the number of factors (or variables) and b is the chosen number of levels; 18 and two-level designs are very common. [19][20][21][22] However, a large number of assays are necessary with an increasing k and it is uneconomical to conduct experiments that require 2 k possible treatment combinations. For this reason, a regular fractional factorial design is commonly used because the desired information can be obtained by performing a restricted number of experiments corresponding to a fraction of the assays used in a full factorial design, represented by 2 (k-p) , where p is the size of fraction.…”

Cationic dyes immobilized on cellulose acetate surface modified with titanium dioxide: factorial design and an application as sensor for NADH

“…Although statistical design of experiments has largely been employed in the optimization of industrial processes 34,35 or in analytical work, 36-40 it has scarcely been applied to electrochemical processes involving modified chemically electrodes. [41][42][43][44][45] In this way, there is a demand for more applications of statistical design of experiments to electrochemical studies. The aim of this work is to demonstrate the application of TiO 2 /cellulose acetate matrix for the preparation of electrochemical sensors for NADH determination using a factorial design to achieve the best conditions of the electrochemical reversibility of the mediator.…”

“…Although statistical design of experiments has largely been employed in the optimization of industrial processes 34,35 or in analytical work, [36][37][38][39][40] it has scarcely been applied to electrochemical processes involving modified chemically electrodes. [41][42][43][44][45] In this way, there is a demand for more applications of statistical design of experiments to electrochemical studies.…”