Desenvolvimento de microssensores eletroquímicos e aplicações no estudo de processos dinâmicos interfaciais utilizando microscopia eletroquímica de varredura

Abstract

Aos meus pais por todo esforço e dedicação. Mãe, obrigada pela amizade e pelos conselhos. Obrigada por sempre me escutar e por ter me ensinado a ser uma pessoa de pulso igual a você. Pai, obrigada por sempre acreditar nos meus sonhos e me apoiar em todas as minhas decisões. Estaremos sempre juntos lutando por uma vida melhor com muito amor e muita saúde. À minha irmã Paty por todos os momentos vividos e por todo aprendizado que me proporcionou. Crescemos juntas e juntas sempre estaremos. Obrigada pelo presente mais valioso, o Arthur. Aos meus tios, primos de SJN, Rio e Juiz de Fora e a todos os agregados da minha família gigante. Agradeço ao meu padrinho Sergio Murilo por ser meu pai, meu amigo e companheiro de viagens. Em especial agradeço a minha Primona Márcia e agora Doutora em química pela amizade e companheirismo nestes 10 anos de estudo e dedicação a ciência e a química. Ao Prof. Dr. Mauro Bertotti por ser uma pessoa brilhante e um orientador sempre presente na minha vida acadêmica. Obrigada pelo apoio e compreesão principalmente neste último ano.

Desenvolvimento de microssensores eletroquímicos para aplicações em estudos envolvendo amostras de interesse biológico utilizando a microscopia eletroquímica de varredura

“…A Figura 2 exibe uma representação esquemática de um ISE. Segundo o modelo de potencial de fronteira (phase-boundary potential) [35,36], o potencial (𝐸) medido por uma célula, composta de um ISE e um eletrodo de referência, é dado pela soma de todas as contribuições de potenciais individuais que surgem em cada interface eletroquímica, e pode ser descrito segundo a Equação 2 [36,37]: [40], na determinação de Ca 2+ em cérebro de rato [41], acoplados a dispositivos descartáveis impressos em impressora 3D [42], e até na área da robótica, onde foram utilizados de forma inteligente para acionar a movimentação de uma plataforma de dedos humanoides.…”

“…Foi demonstrado que o IrO2 tem uma biocompatibilidade muito boa e viabilidade celular próxima de 100%, superior ao óxido de índio-estanho (ITO) [67,71] posicionado muito próximo da superfície de um substrato [1, 37,75,76]. No caso da SECM, um microeletrodo é utilizado como sonda para se obter informações topográficas e de reatividade de um substrato imerso numa solução aquosa contendo uma espécie eletroativa [37].…”

“…Quando a tip é posicionada a uma distância tipsubstrato maior que 10 vezes o raio do microeletrodo (d>10a), também conhecido como bulk ou seio da solução (Figura 6 A), a corrente medida corresponde à corrente limitada pela difusão (IL = IB). Este é um fator de extrema importância na SECM, pois à medida que o microeletrodo mapeia a superfície do substrato, qualquer alteração observada no valor de corrente pode então ser atribuída às mudanças na topografia e/ou reatividade do substrato [16,37,[76][77][78]80]. Quando a tip se aproxima de um substrato inerte (Figura 6 B), a difusão da espécie redox O para a ponta da sonda é dificultada pela presença física do substrato, resultando em uma diminuição da corrente em relação às condições de estado estacionário (IL < IB).…”

“…A distância tip-substrato (d) é normalizada pelo raio do microeletrodo (r). Essas normalizações permitem uma comparação entre medidas realizadas usando tips de diferentes dimensões [16,37,[76][77][78]80]. A resposta de corrente registrada durante a curva de aproximação, que depende tanto da distância tip-substrato quanto da cinética aparente, foi descrita usando aproximações analíticas.…”

“…Os dispositivos foram fabricado segundo procedimento descrito na literatura [37,186] Para inserção da membrana ionófora, houve necessidade de silanizar as paredes da micropipeta. Assim, com a ajuda de um micromanipulador, a ponta da micropipeta foi colocada em contato com N-(trimetilsilil)dimetilamina -TMSDMA (Selectophore™, Sigma ) e, em seguida, a micropipeta foi levada à estufa a 120°C por cerca de 1 hora.…”