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Development of Electrochemical HRP-MWCNT-Based Screen-Printed Biosensor for the Determination of Phenolic Compounds in Effluent from Washing Coffee Beans
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Sociedade Brasileira de Química
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Resumo
O presente estudo demonstra o desenvolvimento de um biossensor descartável impresso à base de HRP
(peroxidase de rábano silvestre) – MWCNT (nanotubo de carbono de paredes múltiplas) para a determinação de
compostos fenólicos em efluentes da lavagem de grãos de café. A imobilização enzimática na superfície do MWCNT
foi realizada por adição covalente de glutaraldeído reticulado com BSA (albumina sérica bovina) e o desempenho do
método eletroquímico foi comparado com o método de referência (Folin-Denis). O nanocompósito HRP-MWCNT foi
caracterizado por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de
Fourier (FT-IR). Parâmetros experimentais incluindo pH, concentração de tampão, concentração de H2
O2
, quantidade
de enzima, BSA e glutaraldeído foram otimizados. As melhores condições para a preparação do biossensor descartável
à base de HRP foram: 25 μL de solução de HRP (53 U mg-1 sólido em 100 μL de água), 1.0 mg de BSA e 5 μL de
glutaraldeído (5% v / v). O método proposto apresentou sensibilidade de 0,283 A L mol-1 com uma faixa de resposta
linear de 20 a 32,5 μmol L-1, limites de detecção e quantificação de 0,16 μmol L-1 e 0,47 μmol L-1, respectivamente ,
usando a voltametria de onda quadrada. Os resultados revelaram que o biossensor apresentou um bom desempenho
na determinação de compostos fenólicos, quando comparado a outros métodos descritos na literatura. O biossensor
descartável proposto foi aplicado com sucesso na determinação de compostos fenólicos em amostras de águas
residuais da lavagem de grãos de café, mostrando potencial aplicação no controle de qualidade de efluentes.
Abstract
The present study demonstrates the development of an electrochemical HRP (horseradish peroxidase) - MWCNT
(multiwalled carbon nanotube) based screen-printed disposable biosensor for the determination of phenolic compounds
in effluent from washing coffee beans. The enzyme immobilization onto the surface of MWCNT was performed by
covalent addition of glutaraldehyde cross-linked with BSA (bovine serum albumin) the performance of electrochemical
method was compared with the reference method (Folin-Denis). The nanocomposite HRP-MWCNT was characterized
by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Spectroscopy Fourier Transform Infrared (FT-IR). Experimental parameters
including pH, buffer concentration, H2
O2
concentration, amount of enzyme, BSA and glutaraldehyde have been optimized.
The best conditions for the preparation of the disposable biosensor based HRP were: 25 μL solution of HRP (53
U mg-1 solid in 100 μL of water), 1.0 mg of BSA and 5 μL of glutaraldehyde (5% v/v). The proposed method had a sensitivity
of 0.283 A L mol-1 with a linear response range from 20 to 32.5 μmol L-1, limits of detection and quantification of 0.16
μmol L-1 and 0.47 μmol L-1, respectively, using the square wave voltammetry. The results revealed that the biosensor had
a good performance for the determination of phenolic compounds, when compared to other methods described in the
literature. The proposed disposable biosensor was successfully applied for the determination of phenolic compounds in
samples of wastewater from washing coffee beans, showing potential application in quality control of effluents.
Descrição
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Agência de desenvolvimento
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Procedência
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Citação
DUARTE, R. R. et al. Development of Electrochemical HRP-MWCNT-Based Screen-Printed Biosensor for the Determination of Phenolic Compounds in Effluent from Washing Coffee Beans. Revista Virtual de Química, [S. I.], v. 13, n. 1, 2021. DOI: 10.21577/1984-6835.20200129.