ÁREA: Química Inorgânica
TÍTULO: Estudo da cinética de adsorção de flavina adenina dinucleotídeo em eletrodo carbono cerâmico SiO2/TiO2/grafite preparado pelo método sol-gel.
AUTORES: BARROS, S.B.A (UNICAMP) ; TANAKA, A.A. (UFMA) ; GUSHIKEM, Y. (UNICAMP)
RESUMO: This paper was prepared and characterized a carbon-ceramic material of silica-titania, SiO2/TiO2/grafite, called STG. This material, as phosphate (STGP) and no phosphate (STG), was used to prepare a modified electrode for the immobilization of flavin adenine dinucleotide (FAD) on the electrode surface. The phosphate material, modified with FAD, showed better electrochemical profiles phosphate material.
PALAVRAS CHAVES: eletrodo carbono cerâmico, sílica-titania, flavina adenina dinucleotídeo
INTRODUÇÃO: Óxidos mistos de sílica-titania (SiO2/TiO2), processados pelo método sol-gel, tem merecido grande atenção pelo seu potencial na aplicação em catálise, cromatografia, eletroanálise, etc. Recentemente, Manoneze et al [1, 2] prepararam um novo material carbono-cerâmico SiO2/TiO2/grafite, eletricamente condutor pelo método de processamento sol-gel. Esse material carbono-cerâmico tem a vantagem de combinar a resistência mecânica e estabilidade térmica da SiO2 aliada com as propriedades reativas do TiO2 e condutoras da grafite. Tais materiais, baseados numa matriz de grafite/SiO2, apresentam grande potencial na construção de eletrodos aplicados a eletroanalítica. Este trabalho reporta a síntese e caracterização do material SiO2/TiO2/grafite preparado via sol-gel utilizando HNO3 e HF como catalisadores. O objetivo do trabalho foi estudar o processo de adsorção de flavina adenina dinucleotídeo (FAD) no eletrodo SiO2/TiO2/grafite não fosfatado e fosfatado, designados respectivamente como, STG e STGP.
MATERIAL E MÉTODOS: O material 41 wt%SiO2/17 wt%TiO2/41 wt%grafite foi sintetizado via método sol-gel em duas etapas utilizando HNO3 e HF como catalisadores, obtendo o material STG; em seguida, 1 g do material obtido foi fosfatado com H3PO4 1,0 mol L-1 para obtenção do material STGP. Os eletrodos de trabalho foram preparados pela imobilização de FAD em discos obtidos submetendo STG e STGP a pressão de 4 toneladas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Imagens de microscopia eletrônica de varredura, acoplada com espectroscopia de energia dispersiva, foram obtidas e indicam que os componentes do material carbono-cerâmico encontram-se homogeneamente dispersos. A modificação da superfície do carbono-cerâmico STG ocorreu através da reação com H3PO4, ilustrada abaixo.
≡ 2(Ti–OH) + H3PO4 → (≡Ti–O)2P(O)OH + H2O
Os eletrodos fosfatados (STGP) e não fosfatados (STG) foram imersos em uma solução de FAD. Os voltamogramas dos eletrodos fosfatados e não fosfatados após a modificação com FAD, denominados, respectivamente, como STGP-FAD e STG-FAD, são mostrados na figura 1.
Figura 1. Voltamogramas cíclicos do eletrodo STG após 6 horas de adsorção de FAD e STGP após 12 h de adsorção de FAD.
A figura 2 apresenta as isotermas de adsorção de FAD em função da corrente de pico anódica (ipa) para o eletrodo STG e STGP.
Figura 2. Isotermas de adsorção de FAD em função da corrente de pico anódica para eletrodo (a) STGP e (b) STG.
O eletrodo STG-FAD apresentou um par de picos redox mais definido que STGP-FAD, além de pequena separação de potenciais (∆Ep = 60 mV), e Ipa/Ipc = 0,82, sugerindo que o processo redox de FAD/FADH2 é facilitado pelo eletrodo não fosfatado (fig. 1). Na figura 2 observa-se que o tempo de adsorção de FAD, necessário para saturação da corrente de pico anódico, em STG é diminuído sensivelmente quando comparado a imobilização de FAD em no material em STGP.
CONCLUSÕES: O material STG mostrou-se promissor no desenvolvimento de eletrodos modificados com FAD. Isso é importante na medida em que a molécula de FAD é uma coenzima de várias flavoproteínas tais como glicose oxidase, aminoácido oxidase e xantina oxidase, tendo grande importância em catálise enzimática.
AGRADECIMENTOS: The authors acknowledge to Fapesp for financial support.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] Maroneze, C.M.; Arenas, L.T.; Luz, R.C.S.; Benvenutti, E.V.; Landers, R.; Gushikem, Y., Electrochim. Acta 53 (12) (2008) 4167.
[2] Maroneze, C.M.; Luz, R.C.S.; Landers, R.; Gushikem, Y., J. Solid State Electrochem. 14 (1) (2010) 115.
