Determinação dos parâmetros cinéticos e termodinâmicos da adsorção de L-cisteína em ouro por meio da técnica de microbalança a cristal de quartzo

Abstract

Ribeirão Preto -SP, BrasilRecebido em 26/9/11; aceito em 9/2/12; publicado na web em 15/6/12 DETERMINATION OF KINETIC AND THERMODYNAMIC PARAMETERS OF L-CYSTEINE ADSORPTION ONTO GOLD BY THE QCM TECHNIQUE. This article discusses the adsorption kinetics of a L-cysteine monolayer onto a gold surface by means of information obtained through the QCM technique. The results indicate that the adsorption process is rapid and follows the Langmuir isotherm, in which adsorption and desorption are considered. From these measurements the following parameter values were obtained:, K eq =(1.8 ± 0.3) x 10 4 M -1 and ΔG ads = -(5.8 ± 0.2) kcal mol -1.Keywords: L-cysteine; QCM; SAM. INTRODUÇÃOTióis (moléculas que possuem o grupo -SH) são substâncias orgânicas que se adsorvem espontaneamente em substratos metálicos como ouro, prata e paládio, formando monocamadas estruturalmente organizadas.1-5 Essas nanoestruturas, conhecidas como SelfAssembled Monolayers (SAMs), conferem interessantes propriedades físicas e químicas a superfícies, dependendo da molécula de tiol utilizada.3 Dentre essas aplicações, pode-se citar sistemas para prevenção de corrosão, catálise, sensores químicos 3 e camada adesiva para imobilização de biomoléculas na construção de biossensores. [6][7][8] Estudos sobre a cinética de adsorção de alcanotióis a partir de soluções diluídas (10 -3 M) em superfície de Au(111) sugerem que esse processo ocorre em duas etapas: 9 a primeira muito rápida, durando de segundos a minutos, em que ocorre o processo de adsorção química do tiol no ouro formando tiolato (explicada pela isoterma de adsorção de Langmuir 9,10 ) e a segunda, durando de horas a dias, em que ocorre o processo de organização da camada formada.9 A cinética da primeira etapa está relacionada com a interação entre a superfície metálica e o átomo de enxofre do grupo tiol, enquanto a da segunda está relacionada com a desordem entre as cadeias das moléculas, com os diferentes componentes das interações entre cadeia-cadeia (interações de van der Waals, dipolo-dipolo, ligação de hidrogênio) e com a mobilidade das cadeias moleculares do adsorbato na superfície do metal. Mccarley et al.11 ao estudarem a formação de monocamadas de tióis por STM, notaram que a ligação entre o ouro e a molécula de tiol é lábil, ou seja, capaz de se movimentar entre dois sítios de adsorção adjacentes.3 Esse fato sugere que o mecanismo de formação de monocamada de tiol explicado por dois estágios não mostra uma imagem completa do processo, e que mecanismos de adsorção/ dessorção podem ser relevantes na formação da estrutura da monocamada, bem como no processo de adsorção do tiol em ouro. Esse fato também foi observado por Karpovich e Blanchard, 12 utilizando a técnica de microbalança a cristal de quartzo, QCM (Quartz Crystal Microbalance), ao estudarem a cinética de adsorção de alcanotióis de cadeia longa (HS-(CH 2 ) n -CH 3 , n = 7 e 17) em ouro.Embora existam evidências de um complexo processo de formação de monocamadas de tióis, poucos estudos se dedicaram à análise in situ da formação des...

Surface Plasmon Resonance and Bending Loss-Based U-Shaped Plastic Optical Fiber Biosensors

“…The most common routes of E. coli contamination are drinking water, vegetables, undercooked meat, unpasteurized milk, and by bathing in polluted rivers and seas [ 7 , 8 ]. Its importance as a public health problem is evident in E. coli outbreaks such as those that occurred in July 1996 in Osaka schools, Japan [ 9 , 10 , 11 ], in 1982 in the Oregon and Michigan cities, United States [ 12 ], and in May 2000 in the Ontario Walkerton farming community, Canada [ 13 ].…”