ISBN 978-85-85905-15-6
Área
Físico-Química
Autores
Vicente, M.M.F. (UEMS) ; Arruda, G.J. (UEMS) ; Silva, A.C. (UEMS)
Resumo
O triptofano é um aminoácido que esta faz parte do metabolismo celular e na síntese de neurotransmissores, tornando importante a determinação tanto biológica quanto em formulações farmacêuticas. Neste trabalho foram realizados estudos voltametricos do triptofano, utilizando eletrodos de pasta de carbono sem funcionalização e funcionalizado quimicamente. A funcionalização do grafite foi realizado em uma solução 4 M de ácido nítrico. Os resultados obtidos mostraram que o eletrodo de grafite funcionalizado apresentou corrente de pico de 1,8 vezes maior que a corrente de pico obtida com o eletrodo de pasta de carbono sem funcionalização.
Palavras chaves
Triptofano; Voltametria; Funcionalização
Introdução
Triptofano (Trp) é um aminoácido essencial, com um papel significativo no metabolismo celular como um bloco de construção de proteína e na síntese de neurotransmissores, como a serotonina (Fiorucci, A.R., Cavalheiro, E.T.G., 2002). Assim, a depleção de Trp no corpo humano causaria baixos níveis de serotonina e este pode estar envolvido em flutuações rápidas no humor, depressão, agressão e em bloquear o efeito analgésico da morfina (Kochen, W., Steinhart, H., 1994). Além disso, a deficiência Trp também tem sido associada com a Doença de Alzheimer (AD), uma vez que foi mostrado que o aumento da ingestão Trp diminuiria placas patológicas no AD (Kochen, W.,Steinhart, H., 1994). Por outro lado, os produtos tóxicos gerados no cérebro pelo metabolismo Trp pode causar alucinações e ilusões (Kochen, W., Steinhart, H., 1994). Também na ausência em animais Trp produz efeitos significativos, tais como atraso de crescimento e maturação do sistema nervoso central em ratos (Segall, P.E., Timiras, P.S., 1976), assim como afetando a glândula da tireóide e o desperdício de energia em frangos (Carew Jr., et al, 1983). Portanto, o desenvolvimento de métodos analíticos sensíveis, rápidas e confiáveis para a quantificação de Trp é um problema atual de sua aplicação em ambos os aspectos de saúde e alimentares dos seres humanos e animais. Neste trabalho, comparou-se a resposta voltamétrica, corrente de pico de oxidação, de um eletrodo de pasta de carbono funcionalizado quimicamente (CPE.F) com outro sem modificação (CPE).
Material e métodos
As medidas eletroquímicas foram realizadas em um Potenciostato/Galvanostato AUTOLAB PGSTAT 12 interfaciado a um computador e gerenciado pelo software NOVA 1.10 para aquisição e tratamento dos dados. Foi utilizada uma célula de vidro de compartimento único com três eletrodos: eletrodo de prata/cloreto de prata (Ag/AgCl) como referência; eletrodo de fio de platina como eletrodo auxiliar e como eletrodos de trabalho foram utilizados CPE (75% de grafite e 25% de Nujol) e CPE.F, funcionalizado em uma solução 4 M de ácido nítrico (Dinâmica, 65% ). O eletrólito de suporte utilizado foi fosfato de sódio dibásico anidro e fosfato de sódio monobásico monohidratado (PB), ambos com concentração 0,02 M em pH 7. A funcionalização do grafite foi realizado agitando 5 g de grafite em 100 mL da solução de ácido nítrico, durante 4 horas, após agitação a suspensão obtida foi filtrada em membrana filtrante e em seguida aquecida a 125°C, por período de 12 horas. Na preparação dos eletrodos de pasta de carbono com e sem modificação, foi utilizado grafite em pó (ALDRICH) sintético com tamanho de partícula menor que 20μ e nujol (ALDRICH). As análises voltamétricas, utilizando a voltametria de pulso diferencial (DPV), na janela de potencial de 0,4 a 1,0 V, amplitude: 50 mV, tempo de modulação: 100 mV, intervalo de tempo: 0,5s. ν = 10 mVs-1. A solução estoque de triptofano foi preparada a partir de um padrão de Sigma-Aldrich com pureza de 99%, onde pesou-se 50 mg e diluiu- se em um balão de 25 mL com água destilada, concentração igual a 2g/L.
Resultado e discussão
A Figura 1 apresenta os voltamogramas em DPV com eletrolito suporte PB
(Curva 1) e para uma solução de triptofano 2g/L, em que, a concentração na
célula foi de 19,8 mg/L, utilizando CPE (Curva 2) e CPE.F (Curva 3). Pode-se
observar a ausência de pico de oxidação e redução no primeiro voltamograma
caracterizando que nessa janela de varredura de potencial não existe
interferência do tampão. A eletroatividade triptofano é comprovada com a
presença de 1 pico de oxidação (Ip 2,871 µA/Ep 0,717 V) utilizando-se CPE,
já para o eletrodo de CPE.F o pico de oxidação não sofre deslocamento e,
observa-se um aumento na corrente de pico (Ip 5,062 µA/Ep 0,732 V) A eletro-
oxidação do Trp envolve um processo irreversível de transferência de
elétrons e de dois em dois prótons em ambos os eletrodos com e sem
modificações, sendo assim, a literatura descreve que na reação de oxidação
do Trp esta envolvido não só a transferência de elétrons mais também a
transferência de prótons (N.T. Nguyen, M.Z. Wrona, G. Dryhurst., 1985). O
CPE.F apresenta eletroatividade maior quando comparado ao CPE, o que pode
ser comprovado pelo aumento na intensidade da corrente de pico de oxidação,
apresentado pelos voltamogramas Trp.
Voltamogramas em DPV obtidos para: Curva 1) Tampão PB 0,02 M. Curva 2) CPE. Curva 3) CPE.F. Triptofano = 2g/L.
Conclusões
Através dos resultados que foram obtidos pode-se concluir que o CPE.F influencia positivamente na resposta eletroquímica do Trp. Isso foi comprovado por DPV onde o aumento da corrente de pico observado no CPE.F é superior ao eletrodo de CPE. Indicando que o eletrodo preparado utilizando grafite funcionalizado apresenta atividade eletrocatalítica superior, o que provavelmente terá sensibilidade elevada na determinação eletroquímica do triptofano.
Agradecimentos
UEMS, FINEP, CNPq e Fundect
Referências
Carew Jr., L.B., Alster, F.A., Foss, D.C., Scanes, C.G. Effect of a tryptophan deficiency on thyroid gland, growth hormone and testicular functions in chickens (1983) Journal of Nutrition, 113 (9), pp. 1756-1765.
Fiorucci, A.R., Cavalheiro, E.T.G, The use of carbon paste electrode in the direct voltammetric determination of tryptophan in pharmaceutical formulations (2002) Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 28 (5), pp. 909-915. doi: 10.1016/S0731-7085(01)00711-7
Kochen, W., Steinhart, H. (1994) L-Tryptophan - Current Prospects in Medicine and Drug Safety. de-Gruyter, Berlin
N.T. Nguyen, M.Z. Wrona, G. Dryhurst, Electrochemical oxidation of tryptophan J. Electroanal. Chem., 199 (1985), pp. 101–126
Segall, P.E., Timiras, P.S, Patho-physiologic findings after chronic tryptophan deficiency in rats: A model for delayed growth and aging (1976) Mechanisms of Ageing and Development, 5 (C), pp. 109-124. doi: 10.1016/0047-6374(76)90012-9
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