USO DE NANOPARTÍCULAS DE CARBON BLACK SUPER P COMO POSSÍVEL MODIFICANTE PARA DETECÇÃO DE ERITROMICINA EM AMOSTRA AMBIENTAL

ÁREA

Química Analítica

Autores

Almeida, A.T.F.O. (UFMA-CAMPUS SÃO LUÍS) ; Veloso, W.B. (UFMA-CAMPUS SÃO LUÍS) ; Siqueira, G.P. (UFMA-CAMPUS SÃO LUÍS) ; da Silva, I.S. (UFMA-CAMPUS SÃO LUÍS) ; Dantas, L.M.F. (UFMA-CAMPUS SÃO LUÍS)

RESUMO

Neste trabalho realizou-se o desenvolvimento de um método para determinação de eritromicina empregando a técnica de análise por injeção em batelada com detecção amperométrica (BIA-AMP) usando eletrodo de carbono impresso modificado com carbon black super P. O sistema BIA-AMP mostrou alta frequência analítica em sistema sob agitação assim como maior repetibilidade e valor de corrente utilizando-se volume de injeção iguais a 100,0 µL e 100 µL s−1, respectivamente. Nessas condições, um estudo de repetibilidade foi realizado obtendo-se valor de DPR de 0,983 % (n = 25) e uma frequência analítica estimada em 125 injeções h-1. O método desenvolvido apresentou faixa linear entre 10 e 160,0 µmol L−1 mostrando-se rápido, preciso e exato quando aplicado em amostra real.

Palavras Chaves

Eritromicina; Carbon black super P; BIA-AMP

Introdução

O Carbon Black super P (CBSP) é um nanomaterial (carbono amorfo), e o melhor aditivo condutor dentre os vários tipos de carbono blacks (CB). Também conhecido como (negro de fumo), é produzido a partir da oxidação parcial de precursores petroquímicos, exibe uma grande área de superfície específica e excelente condutividade elétrica, e por causa dessas propriedades tem sido amplamente utilizado como um aditivo condutor nos eletrodos para melhorar a condutividade eletrônica em baterias de íon Li / Na .No entanto, não houve um estudo abrangente sobre as propriedades eletroquímicas do próprio CBSP, e apresenta conhecimento muito limitado sobre a sua utilização em desenvolvimento de sensores eletroquímicos para detecção de antibióticos (PENG et al., 2017) (ARDUINI et al., 2012) . A Eritromicina (ERI), pertencente à classe farmacológica dos macrólidos, é um antibiótico de amplo espectro frequentemente usado como alternativa para pacientes que apresentam sensibilidade ou alergia à penicilina e à infecções resistentes. Porém o uso excessivo de alguns fármacos, como é o caso dos antibióticos, podem gerar sérios impactos ambientais, e dessa forma é necessário um alerta adicional à essas classes de agentes terapêuticos (RADIČOVÁ et al., 2015).Os sensores eletroquímicos apresentam-se como uma plataforma adequada para o desenvolvimento de metodologias rápidas, eficazes e seguras que podem ser usados no controle de qualidade deste ativo (ERI) em formulações farmacêuticas em análises de rotina, assim como sua quantificação sensível e seletiva em amostras ambientais. Dessa forma, torna-se necessário o desenvolvimento de técnicas capazes de monitorar este composto nas mais diferentes matrizes.

Material e métodos

Todos os reagentes foram de grau analítico e utilizados sem purificação prévia. O padrão de eritromicina foi obtido da Sigma-Aldrich (St. Louis, EUA). No preparo das soluções aquosas, a água utilizada foi purificada num sistema Milli- Q® Direct 8 (Merck Millipore, Burlington, EUA). As medidas eletroquímicas foram realizadas com o auxílio de um potenciostato Ivium CompactStat.h (Ivium Technologies®, Eindhoven, Holanda) e utilizando eletrodos impressos de carbono. A célula eletroquímica empregada no sistema BIA foi produzida em impressora 3D e doada pelo Núcleo de Pesquisa em Eletroanalítica do Instituto de Química da Universidade Federal de Uberlândia (UFU). A célula BIA consistia de um cilindro de acrílico (volume de ~40 mL) com tampas de Teflon® encaixadas na base e no topo; com um compartimento na parte inferior para acomodação do SPE. Além disso, três orifícios foram perfurados na tampa superior, um deles para a instalação de uma micropipeta automática monocanal Rainin (Woburn, MA, USA) modelo EDP3-Plus Rainin LTS200. Antes da modificação, a superfície do SPE foi cuidadosamente lavada com água ultrapura. Para a realização da modificação do SPE foi preparada uma dispersão contendo 7,0 mg de CB, adicionando-se 300 μL de dimetilformamida (DMF), 400 μL de uma solução QTS 0,1 % (m/v) (preparada em ácido acético 0,1% (v/v)) e 300 μL de água ultrapura, sendo a mistura obtida levada ao banho ultrasônico por 2 horas. A etapa de modificação do eletrodo SPE foi realizada gotejando-se na superfície do eletrodo de trabalho 10 µL da suspensão (em duas etapas de 5 µL) de CB Super P, o qual era mantido posteriormente sob fluxo de ar, a 34º C, durante 10 minutos. O eletrodo modificado foi então chamado de CBSP-QTS/SPE.

Resultado e discussão

Neste trabalho, o Carbon Black Super P foi usado como aditivo condutor em eletrodos impressos de carbono (SPCE’s) em sistema BIA-AMP para detecção de amostra de eritromicina manipulada. Experimentos foram realizados para se estabelecer as melhores condições de análise da eritromicina (eletrólito, pH, potencial aplicado, volume e velocidade de injeção). Os voltamogramas hidrodinâmicos registrados permitiram estabelecer + 0,8 V como o potencial no qual a eritromicina é oxidada na superfície do SPE com alta corrente de pico. Um estudo de repetibilidade para detecção de eritromicina com (BIA-AMP) foi realizado e apresentou um desvio padrão relativo (DPR) de apenas 0,983 % para as correntes de pico. Para volumes de 100 μL de amostra injetada, o sistema apresentou uma frequência analítica de 125 injeções por hora e uma velocidade de dispensa de 100 µL s−1. Para a validação do método proposto foi realizada a determinação de ERI em amostras de água coletada na “Lagoa do Jambeiro - UFMA”. Foram construídas curvas analíticas (figura 1 (A1) e (A2)) com soluções padrão destes analitos em ordem crescente de concentração (10 – 160 µmol L−1), por seguinte realizaram-se injeções da amostra pura, previamente diluída 5 vezes no eletrólito de suporte, seguida de injeções da amostra fortificada com cada um dos analitos em duas concentrações conhecidas (r1 e r2). Uma nova curva de calibração no sentido decrescente de concentração (160 – 10 µmol L−1) foi construída ao final, para verificar possível ocorrência de efeito memória ou de contaminação do eletrodo. Testes de adição e recuperação foram realizados para amostra de água da lagoa do jambeiro, nos quais se obteve valores de recuperação entre 96,0 e 104,7% (tabela 1), comprovando a boa exatidão do método.

(A1)curva analítica, e (A2)curvas de calibração dos valores de Ip nos sentidos crescente e decrescente de concentração.


Teste de adição e recuperação em amostra ambiental para ERI.

Conclusões

A caracterização morfológica empregando-se microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia Raman, mostraram a viabilidade do material condutor. Otimizações do modificante mostraram que a concentração de carbon black e o volume do modificante ideais são, respectivamente, 7,0 mg mL-1 e 10 µL. Os resultados obtidos mostraram a eficácia do método usando o sistema BIA-AMP na determinação de eritromicina sobre um eletrodo de carbono impresso modificado e comprovaram a sua aplicabilidade na análise de amostras reais, como a da lagoa do Jambeiro.

Agradecimentos

Os autores agradecem a Fundação de Amparo à Pesquisa, Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão – FAPEMA, ao Laboratório de Eletroquímica-LELQ e a Universidade Federal do Maranhão- UFMA.

Referências

ARDUINI, F. et al. Carbon Black-Modified Screen-Printed Electrodes as Electroanalytical Tools. Electroanalysis, v. 24, n. 4, p. 743–751, 2012.


PENG, B. et al. The electrochemical performance of super P carbon black in reversible Li/Na ion uptake. Science China: Physics, Mechanics and Astronomy, v. 60, n. 6, 2017.

RADIČOVÁ, M. et al. Voltammetric determination of erythromycin in water samples using a boron-doped diamond electrode. Physica Status Solidi (B) Basic Research, v. 252, n. 11, p. 2608–2613, 2015.