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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/34416
Tipo: Tese
Título: Síntese de pontos quânticos de carbono fluorescentes assistida por micro-ondas para determinação de ácido ascórbico e riboflavina em suplementos vitamínicos
Autor(es): Nascimento, Wallis Cavalcante do
Primeiro Orientador: Bichinho, Kátia Messias
Primeiro Coorientador: Andrade, Stéfani Iury Evangelista de
Resumo: Neste trabalho, os precursores ácido etilenodiamino tetra-acético, tiossulfato de sódio e ureia, usualmente disponíveis em laboratórios analíticos, foram empregados na síntese de etapa única de pontos quânticos de carbono pelo método assistido por micro-ondas de uso doméstico de 1.400 W. Na investigação da caracterização dos PQC foram registradas as imagens TEM, espectro de FTIR, análises XPS, XRD, potencial Zeta, espectroscopia de absorção UV-Vis e espectroscopia de fluorescência molecular. Utilizando duas configurações instrumentais distintas, uma rede de difração com detector baseado em fotomultiplicadora, Agilent, e outro com detector CCD e LED 372 nm, Ocean Optics, os PQC exibiram propriedades ópticas estáveis por 240 dias com emissão de fluorescência de coloração azul em 430 e 440 nm, respectivamente, solubilidade em água e rendimento quântico de fluorescência de 8,9 %, sendo aplicados na determinação do teor de ácido ascórbico (AA) e riboflavina (RB) em suplementos vitamínicos. Os mecanismos de fluorescência dos PQC foram o quenching dinâmico para o sensor PQC/Cr(VI) baseado na variação de Ksv com a variação de temperatura, e retorno da fluorescência por supressão na presença de AA e o quenching estático baseado na variação de Ksv com a variação de temperatura e efeito de filtro interno na interação com RB. O planejamento fatorial 24 foi usado na otimização dos parâmetros analíticos de PQC/Cr(VI)/AA empregando as variáveis volume de PQC, volume de tampão, concentração de NaCl 0,5 mol L-1 e concentração de íon cromo(VI) e o planejamento 23 para PQC/RB empregando as variáveis volume de PQC, volume de tampão, concentração de NaCl 0,5 mol L-1, calculados usando a versão livre do software Minitab. No instrumento Agilent, o sensor PQC/Cr(VI) empregado na determinação de AA por meio da estratégia on-off-on resultou numa faixa linear de 0,5 a 50 μg mL-1 e LOD 0,15 μg mL-1, recuperação das amostras de 80,72 a 107,72 % e test t pareado para amostras liquidas de 1,88 e 0,6 para sólidas; e para a determinação de RB resultou numa faixa linear de 0,1 a 7 μg mL-1 e LOD 0,09 μg mL-1, recuperação das amostras de 85,07 a 112,23 % e test t pareado para amostras em cápsulas de 0,74. No instrumento Ocean Optics, o sensor PQC/Cr(VI) empregado na determinação de AA por meio da estratégia on-off-on resultou numa faixa linear de 0,25 a 50 μg mL-1 e LOD 0,1 μg mL-1, recuperação das amostras de 86,21 a 108,74 % e test t pareado para amostras liquidas de 3,10 e 0,14 para sólidas e para a determinação de RB resultou numa faixa linear de 0,1 a 4,5 μg mL-1 e LOD 0,03 μg mL-1 recuperação das amostras de 88,97 a 112,96 % e test t pareado para amostras em cápsulas de 3,05. O estudo de seletividade analítica, usando diferentes compostos orgânicos e inorgânicos, foi realizado a partir do efeito quenching, retorno da fluorescência com diferentes íons metálicos e retorno de fluorescência do sensor PQC/Cr(VI). Portanto, os PQC sintetizados foram utilizados na determinação de AA e RB em suplementos vitamínicos usando dois instrumentos de fluorescência, e a aplicação desse nanomaterial pode ser expandida para diferentes analitos e matrizes.
Abstract: In this study, the precursors ethylenediaminetetraacetic acid, sodium thiosulfate, and urea, which are commonly available in analytical laboratories, were used in a one-step synthesis of carbon quantum dots via a domestic 1,400 W microwave-assisted method. Characterization of the quantum dots included TEM imaging, FTIR spectroscopy, XPS analysis, XRD, Zeta potential measurement, UV-Vis absorption spectroscopy, and molecular fluorescence spectroscopy. Using two distinct instrumental, setups a diffraction grating with a photomultiplier detector (Agilent), and another with a CCD detector and 372 nm LED (Ocean Optics), the quantum dots exhibited stable optical properties for 240 days with blue fluorescence emission at 430 and 440 nm, respectively, water solubility, and a fluorescence quantum yield of 8.9%. They were applied in the determination of ascorbic acid (AA), and riboflavin (RB) content in vitamin supplements. The fluorescence mechanisms of the quantum dots included dynamic quenching for the PQC/Cr(VI) sensor based on the variation of Ksv with temperature change, and fluorescence recovery through suppression in the presence of AA, as well as static quenching based on the variation of Ksv with temperature change and internal filter effects in interaction with RB. A 24-factorial design was used to optimize the analytical parameters of PQC/Cr(VI)/AA, employing the variables PQC volume, buffer volume, 0.5 mol L-1 NaCl concentration, and Cr(VI) ion concentration, and a 23-factorial design for PQC/RB, using the variables PQC volume, buffer volume, and 0.5 mol L-1 NaCl concentration, calculated using Minitab free software. On the Agilent instrument, the PQC/Cr(VI) sensor used for AA determination through an on-off-on strategy resulted in a linear range of 0.5 to 50 μg mL-1 and an LOD of 0.15 μg mL-1, with sample recovery ranging from 80.72 to 107.72% and paired t-test results of 1.88 for liquid samples and 0.6 for solid samples; for RB determination, it yielded a linear range of 0.1 to 7 μg mL-1 and an LOD of 0.09 μg mL-1, with sample recovery from 85.07 to 112.23% and a paired t-test result of 0.74 for capsule samples. On the Ocean Optics instrument, the PQC/Cr(VI) sensor for AA determination with an on-off-on strategy produced a linear range of 0.25 to 50 μg mL-1 and an LOD of 0.1 μg mL-1, with sample recovery between 86.21 and 108.74% and paired t-test results of 3.10 for liquid samples and 0.14 for solid samples; for RB, it showed a linear range of 0.1 to 4.5 μg mL-1 and an LOD of 0.03 μg mL-1, with sample recovery from 88.97 to 112.96% and a paired t-test result of 3.05 for capsule samples. An analytical selectivity study, using various organic and inorganic compounds, was performed based on quenching effects, fluorescence recovery with different metal ions, and fluorescence recovery of the PQC/Cr(VI) sensor. Therefore, the synthesized quantum dots were used for the determination of AA and RB in vitamin supplements using two fluorescence instruments, and the application of this nanomaterial can be expanded to different analytes and matrices.
Palavras-chave: Química analítica
Nanopartículas
Suplementos vitamínicos
EDTA
Nanoparticles
Factorial design
Microwave
Vitamin supplements
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Química
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/34416
Data do documento: 27-Jun-2024
Aparece nas coleções:Centro de Ciências Exatas e da Natureza (CCEN) - Programa de Pós-Graduação em Química

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