Preparação eletroquímica de camadas de poli (3,4-etilenodioxithiofene) em microelétricos de ouro para aplicações de sensoriamento de ácido úrico

Modificando a superfície de microeletrodos de ouro com uma fina camada de PEDOT feita em um solvente orgânico, podemos obter uma área de superfície mais alta e aumentar a sensibilidade do sensor. O procedimento de microeletrídro é uma análise rápida de antioxidantes em vários meios de comunicação. Isso pode ser aplicado a diferentes contextos, desde o monitoramento das bebidas até uma avaliação imediata do estado dos pacientes internados.

Use um potencialiostat adequado para executar a voltametria cíclica como a técnica eletroquímica de interesse. Ligue o potencialiostat e o computador ligado a ele. Para testar a comunicação entre o computador e o instrumento, inicie o software e, em seguida, no menu de configuração, selecione o comando de teste de hardware.

Depois de ouvir alguns sons do potencialiostat, os resultados dos testes de hardware são mostrados em uma janela separada. Clique em OK e continue executando o experimento. Às vezes, clicando no comando de teste de hardware, um erro de falha de link aparece.

Verifique as configurações de conexão e porta. Depois de testar as conexões, clique no menu de configuração, escolha a técnica e, na janela de abertura, escolha o método de voltammetry cíclico. Em seguida, volte para o menu de configuração e clique em parâmetros para inserir os parâmetros experimentais apropriados.

Por exemplo, executar a eletropolomerização edot molar 0,1 molar em um eletrólito orgânico na microeletrídola de ouro nu, definir o potencial inicial para 0,3 volts negativos, potencial final para negativo 0,3 volts, alto potencial para 1,2 volts, número de segmentos para oito, taxas de varredura para 100 milivolts por segundo, e direção para positivo. Depois de inserir os parâmetros de voltametria cíclica apropriados, prepare três configurações de eletrodos em uma célula eletroquímica de vidro, incluindo um eletrodo de trabalho, um eletrodo de referência e um eletrodo de contador de fio de platina. Passe estes eletrodos limpos e secos através dos orifícios de um suporte de eletrodos presos a um suporte e, em seguida, coloque o suporte acima da célula eletroquímica para inserir os eletrodos na solução ou amostra alvo.

Certifique-se de que não há bolhas nas superfícies do eletrodo. Se houver bolhas, remova os eletrodos, enxágue-os com água deionizada novamente e seque com um tecido. Em seguida, coloque os eletrodos de volta no suporte do suporte e na solução.

Se houver bolhas ao redor do eletrodo de referência, toque suavemente na ponta. Se houver bolhas ao redor do eletrodo do contador depois de iniciar a varredura, limpe o eletrodo do contador. Se a varredura de voltammetry cíclica ficar ruidosa, limpe a superfície do eletrodo e verifique as conexões, fios e clipes do sistema.

Depois de garantir que todas as três conexões de fio para referência, trabalho e contra-eletrodos estejam corretamente conectadas, inicie o experimento clicando em execução. Para pré-tratar o microeletrodes de ouro, poli-lo por 30 segundos com a luminária slurry em uma almofada de polimento de alumina colocada em uma placa de polimento de vidro aplicando movimentos circulares e oito em forma de mão, em seguida, enxágüe o microelerode com água desionizada. Insira-o em uma vile de vidro contendo 15 mililitros de etanol absoluto e ultra sonicato por dois minutos.

Em seguida, enxágue o microeletro com etanol e água e ultra sonicate-lo novamente por quatro minutos em água deionizada para remover o excesso de Alumina da superfície do eletrodo. Por fim, remova impurezas adicionais pedalando em ácido sulfúrico molar de 0,5 molar para 20 segmentos entre 0,4 negativo e potenciais positivos de 1,6 volts a uma taxa de varredura de 50 milvolts por segundo. Certifique-se de que há dois picos claros devido à formação e redução do óxido de ouro em potenciais anorídicos e catódicos consistentes cada vez que o eletrodo é limpo em ácido sulfúrico.

Para preparar 0,1 molar EDOT em uma solução orgânica, primeiro transfira um mililitro da solução de perclorato de lítio molar preparado 0.1 em uma célula eletroquímica. Em seguida, usando uma micropipette, adicione 10,68 microliters do monômero EDOT à célula eletroquímica. Para eletropolimerizar EDOT na superfície de microeletroder de ouro nu, insira todas as configurações de eletrodos na solução e execute a voltammetry cíclica.

Em seguida, usando microscopia eletrônica de varredura, caracterize a superfície deste eletrodo modificado. Enxágüe os eletrodos com água desionizada e seque-os com um tecido. Em seguida, para usar este microeletrodo de ouro modificado PEDOT para fins de detecção, aclimatar sua superfície a uma solução aquosa, imergindo o eletrodo em uma solução de perclorato de sódio molar 0,1 e executando varreduras de voltammemetria cíclica.

Em seguida, depois de enxaguar com água desionizada, mergulhe este microelerode organicamente modificado e aclimatado em uma solução tampão fosfato e execute a voltametria cíclica para gerar uma varredura de fundo. Por fim, retire o eletrodo da solução tampão e, sem enxaguar, insira-o imediatamente em soluções de ácido úrico ou leite para executar varreduras de voltammemetria cíclica. Em seguida, para preparar 0,01 molar EDOT em uma solução aquosa de acetonitrila, use uma micropipette e adicione 10,68 microliters de EDOT a um mililitro de acetonitrilo em um frasco de vidro, em seguida, adicione nove mililitros de água deionizada ao frasco para preparar 10 mililitros de 0,01 molar solução EDOT.

Adicione 110 miligramas de perclorato de lítio à solução EDOT preparada para obter uma solução de perclorato de lítio molar 0,1 e misture suavemente. Transfira a solução preparada para a célula eletroquímica. Insira os eletrodos na solução de acetonitrila aquosa e eletropómerize 0,01 molar EDOT na superfície do eletrodo, executando voltammemetria cíclica, em seguida, caracterize a superfície deste eletrodo modificado por microscopia eletrônica de varredura.

A análise do teor de ácido úrico no leite fresco regular utilizando o sensor PEDOT sintetizado na solução orgânica resultou em uma corrente de pico anodódico de 28,4 nano ampere a 0,35 volts, o que equivale a uma concentração de 82,7 micromoles. O segundo grande pico de oxidação na varredura de voltammemetria cíclica do leite regular a 0,65 volts está relacionado a compostos oxidantes, incluindo aminoácidos eletroativos como cisteína, triptofano e tirrosina. Os escaneamentos de voltametria cíclica obtidos para amostras de leite de caramelo e chocolate branco mostram um pico claro de 0,36 volts para ácido úrico, juntamente com um pico adicional de 0,5 volts que pode estar relacionado à presença de ácido vanlílico, um dos ingredientes do leite aromatizado.

A voltametria cíclica da amostra de leite de chocolate belga demonstra um pico de oxidação de catequina de 0,26 volts e um pico de redução de catequinas de 0,22 volts. A corrente de pico de 0,3 volts aparecendo como um pico acentuado na cauda do pico da catequina é devido à oxidação do ácido úrico. A voltametria cíclica da amostra de leite expresso colombiano apresenta amplas correntes de pico anorídico e catódico a 0,35 volts e 0,23 volts, respectivamente, devido aos principais antioxidantes fenólicos no café, ou seja, ácidos clorogênicos e cafeicais.

A limpeza e perturação do eletrodo é a parte mais importante deste experimento que pode afetar os sinais de corrente obtidos. A análise mais detalhada dos compostos antioxidantes é necessária, então podemos recorrer a métodos cromatográficos como lCMS. No entanto, isso é demorado e não é necessário para cada amostra.