BR102018001823A2 - process of obtaining tapioca film for modification of glassy carbon electrode and products obtained - Google Patents
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Abstract
refere-se ao processo de obtenção de filme orgânico (f) baseado em uma dispersão de tapioca (1) e solução de ácido acético (2) 5%, para utilização em eletrodos modificados como sensores e biossensores. o filme obtido a partir de um processo de simples execução, que envolve etapas de agitação (e2) e aferição da temperatura (e3) para controle e manutenção de temperaturas ideais é caracterizado como uma fina película, estável e sólida, que tem como propósito modificar eletrodos com nanomateriais como nanotubos de tio2 (6) e óxido de grafeno reduzido (8), tornando a fixação dos mesmos estável e homogênea. o filme aderente obtido (f) não interfere no nanomaterial, portanto, possui características inerte para essa utilização, mostrando-se passível de utilização para modificação de eletrodos de carbono vítreo com potencial para dispersão com nanotubos de tio2 (fn) e óxido de grafeno reduzido (fg), por apresentar adequada dispersão e passagem de corrente, sem interferência de carga entre o filme, o nanomaterial e o analito em questão.refers to the process of obtaining organic film (f) based on a dispersion of tapioca (1) and 5% acetic acid solution (2), for use in modified electrodes as sensors and biosensors. The film obtained from a simple execution process, which involves agitation (e2) and temperature measurement (e3) steps to control and maintain ideal temperatures, is characterized as a thin, stable and solid film, whose purpose is to modify electrodes with nanomaterials such as thio2 nanotubes (6) and reduced graphene oxide (8), making their fixation stable and homogeneous. The adherent film obtained (f) does not interfere with the nanomaterial, therefore, it has inert characteristics for this use, being usable for modification of glassy carbon electrodes with potential for dispersion with thio2 (fn) nanotubes and reduced graphene oxide. (fg), for presenting adequate dispersion and current passage, without load interference between the film, the nanomaterial and the analyte in question.
Description
PROCESSO DE OBTENÇÃO DE FILME DE TAPIOCA PARA MODIFICAÇÃO DE ELETRODO DE CARBONO VÍTREO E PRODUTOS OBTIDOS BREVE DESCRIÇÃO [001] Trata a presente solicitação de patentes de invenção de um inédito “PROCESSO DE OBTENÇÃO DE FILME DE TAPIOCA PARA MODIFICAÇÃO DE ELETRODO DE CARBONO VÍTREO E PRODUTOS OBTIDOS” que se refere ao processo de obtenção de filme orgânico aderente, produzido a partir de tapioca e de ácido acético, para utilização em eletrodos modificados em sensores e biossensores, sendo adequado para análises eletroquímicas.PROCESS OF OBTAINING TAPIOCA FILM FOR MODIFICATION OF VITREOUS CARBON ELECTRODE AND PRODUCTS OBTAINED BRIEF DESCRIPTION [001] This is the present patent application for an unprecedented “PROCESS FOR OBTAINING TAPIOCA FILM FOR MODIFICATION OF VITREOUS CARBON ELECTRODE OBTAINED ”refers to the process of obtaining adherent organic film, produced from tapioca and acetic acid, for use in electrodes modified in sensors and biosensors, being suitable for electrochemical analyzes.
CAMPO DE APLICAÇÃO [002] A presente invenção pertence à física; ao campo de medição, através de análise dos materiais pela determinação de suas propriedades químicas ou físicas, pelo uso de meios eletroquímicos; por se tratar de filme orgânico aderente, especialmente desenvolvido para utilização em eletrodos modificados em sensores e biossensores, sendo adequado para análises eletroquímicas.FIELD OF APPLICATION [002] The present invention belongs to physics; to the measurement field, through analysis of materials by determining their chemical or physical properties, by using electrochemical means; because it is an organic adherent film, specially developed for use in electrodes modified in sensors and biosensors, being suitable for electrochemical analysis.
CONVENCIMENTO [003] A tapioca, segundo Regulamento Técnico de Identidade e Qualidade dos produtos amiláceos derivados de raiz de mandioca, Instrução Normativa n° 23, 12/2005, é o produto que, conforme o processo de fabricação, se apresenta sob forma de grânulos irregulares, poliédricos ou esféricos, tendo classificação por base de seus grânulos como tapioca granulada ou tapioca pérola. Fabricada a partir da matéria-prima mandioca, a farinha de tapioca é um produto de elevado consumo no território brasileiro.CONVENTION [003] Tapioca, according to the Technical Regulation on Identity and Quality of starch products derived from cassava root, Normative Instruction No. 23, 12/2005, is the product that, according to the manufacturing process, is presented in the form of granules irregular, polyhedral or spherical, having classification based on their granules as granulated tapioca or pearl tapioca. Made from the raw material of cassava, tapioca flour is a highly consumed product in the Brazilian territory.
[004] A farinha de tapioca é um produto com elevado teor de amido e baixo teor de proteínas, lipídeos e minerais. Os carboidratos que a consistem são classificados como complexos e estão presentes entre 80 e 95% do produto. Por ser um produto que não apresenta especificações legais próprias e também, por apresentar baixa produção possui características destoantes de produto para produto. Quando aquecido a altas temperaturas em presença de água, o amido presente na tapioca se gelatiniza, sendo esse processo retratado em quatro etapas gerais: hidratação, expansão, rompimento granular e solubilização das moléculas. Durante sua gelatinização são formados os géis[004] Tapioca flour is a product with a high starch content and a low content of proteins, lipids and minerals. The carbohydrates that comprise it are classified as complex and are present between 80 and 95% of the product. Because it is a product that does not have its own legal specifications and also because it has low production it has different characteristics from product to product. When heated to high temperatures in the presence of water, the starch present in tapioca gelatinizes, and this process is portrayed in four general stages: hydration, expansion, granular disruption and solubilization of the molecules. During its gelatinization, gels are formed
Petição 870180007430, de 29/01/2018, pág. 8/39Petition 870180007430, of 01/29/2018, p. 8/39
2/13 de amido, porém, os mesmos não são estáveis para armazenagem, principalmente à temperatura ambiente, o que dificulta sua utilização em longos períodos de tempo.2/13 of starch, however, they are not stable for storage, especially at room temperature, which makes it difficult to use for long periods of time.
[005] Em produtos alimentícios são adicionadas substâncias ácidas com finalidades acidulantes e de conservação, na tapioca também é feita essa adição. Isso se dá para que esses componentes, na presença do amido, hidrolisem a região amorfa do amido e, posteriormente, suas regiões cristalinas. A partir de ensinamentos presentes na bibliografia científica, foi constatado que o uso de ácidos em dispersões com amido auxilia em uma melhor dispersão, tornando-a estável.[005] In food products acidic substances are added for acidulating and conservation purposes, in tapioca this addition is also made. This is so that these components, in the presence of starch, hydrolyze the amorphous region of the starch and, subsequently, its crystalline regions. From teachings in the scientific bibliography, it was found that the use of acids in dispersions with starch helps in a better dispersion, making it stable.
[006] Estudos envolvendo diversas marcas de farinha de tapioca revelaram que o produto apresenta valores de pH entre 5,2 e 6,0, baixa atividade de água, umidade máxima de 14% e quantidade de resíduo mineral de no máximo 0,5% p/p, valores que seguem Resolução CNNPA n° 12 de 1978. Características como densidade e higroscopicidade também têm relativa importância, tendo em vista sua relevância na formação da dispersão e do filme. A partir dessa caracterização favorável da tapioca para formação de filmes, foram desenvolvidos testes a fim de avaliar sua utilização na modificação de eletrodos para a obtenção de sensores e biossensores eletroquímicos, o que é descrito no presente pedido de patente.[006] Studies involving several brands of tapioca flour have revealed that the product has pH values between 5.2 and 6.0, low water activity, maximum humidity of 14% and amount of mineral residue of maximum 0.5% p / p, values that follow CNNPA Resolution No. 12 of 1978. Characteristics such as density and hygroscopicity are also relatively important, in view of their relevance in the formation of dispersion and film. Based on this favorable characterization of tapioca for film formation, tests were developed in order to evaluate its use in the modification of electrodes to obtain electrochemical sensors and biosensors, which is described in the present patent application.
[007] A utilização de um filme orgânico para modificação de eletrodos a serem empregados como sensores e biossensores, visa auxiliar na fixação de detectores ou modificadores dos eletrodos em questão, por exemplo, na fixação de nanomateriais diversos, por meio de dispersão ou ligações químicas associativas, visto que grande parte das matérias-primas de eletrodos não possui aderência adequada para esses materiais de forma direta. No presente pedido é descrito o processo de obtenção de filmes aderentes orgânicos que possibilitam a modificação do eletrodo de carbono vítreo, por meio da utilização do filme de tapioca obtido, uma vez que, por si só o eletrodo não permite a fixação de nanopartículas de forma direta, necessitando de um material auxiliar que não interfira e/ou o contamine.[007] The use of an organic film to modify electrodes to be used as sensors and biosensors, aims to assist in fixing detectors or modifiers of the electrodes in question, for example, in fixing various nanomaterials, through dispersion or chemical connections associative, since most of the electrode raw materials do not have adequate adhesion to these materials directly. In the present application, the process of obtaining organic adherent films that enable the modification of the vitreous carbon electrode through the use of the obtained tapioca film is described, since, by itself, the electrode does not allow the fixation of nanoparticles in a direct, requiring auxiliary material that does not interfere and / or contaminate it.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [008] No atual estado da técnica, estão presentes algumas anterioridades que descrevem processos de obtenção e/ou filmes orgânicos aderente a serem utilizados emBACKGROUND OF THE INVENTION [008] In the current state of the art, some priorities are present that describe processes for obtaining and / or adherent organic films to be used in
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3/13 eletrodos. No entanto, nenhuma das anterioridades descreve antecipa o proposto no presente pedido de patente.3/13 electrodes. However, none of the foregoing describes anticipates what is proposed in the present patent application.
[009] A anterioridade WO2004011672, intitulada Porous Nanostrutured Film Sensor descreve o desenvolvimento de um filme poroso em escala nanométrica associado a um elemento de detecção de sinal imobilizado, para utilização no desenvolvimento de sensores. Por mais que a anterioridade e a presente proposta tenham a mesma finalidade, a invenção descrita no presente pedido pretende dispor um filme, obtido a partir da farinha de tapioca, porém sem a presença de nanoestruturas específicas, diferentemente da anterioridade. O filme proposto neste pedido leva em conta as características químicas, físicas e biológicas da tapioca, para justificar uma boa utilização em eletrodos a serem empregados como sensores e biosenssores.[009] The previous WO2004011672, entitled Porous Nanostrutured Film Sensor describes the development of a porous film on a nanometric scale associated with an immobilized signal detection element, for use in the development of sensors. As much as the previous and the present proposal have the same purpose, the invention described in the present application intends to have a film, obtained from tapioca flour, but without the presence of specific nanostructures, differently from the previous one. The film proposed in this application takes into account the chemical, physical and biological characteristics of tapioca, to justify a good use in electrodes to be used as sensors and biosensors.
[010] A anterioridade CN104483363, intitulada Method for manufacturing electrochemical biosensor for measuring antibiotic descreve um método de se utilizar o amido como filme aderente ao eletrodo. O invento proposto parte do mesmo conceito, porém, com a utilização da tapioca para a obtenção do amido. Diferentemente da anterioridade, a proposta do presente pedido de patente descreve uma abordagem mais rápida e prática para a obtenção de um filme de amido, uma vez que não utiliza substâncias como glutaraldeído e CaC12 para seu preparo.[010] The previous CN104483363, entitled Method for manufacturing electrochemical biosensor for measuring antibiotic describes a method of using starch as a film that adheres to the electrode. The proposed invention starts from the same concept, however, with the use of tapioca to obtain starch. Unlike the previous one, the proposal of the present patent application describes a faster and more practical approach for obtaining a starch film, since it does not use substances such as glutaraldehyde and CaC12 for its preparation.
[011] A anterioridade CN102419345, intitulada Graphene-starch electrochemical sensor, its preparation method and application descreve a utilização de amido e de grafeno numa mistura uniforme em parafina. O invento proposto não se limita ao uso do grafeno e da parafina, além de propor a obtenção de amido a partir da tapioca. Na anterioridade, o sensor é altamente recomendável para detecção de compostos de iodo, algo a que a presente invenção não se limita, sendo possível a determinação de diversas substâncias.[011] Formerly CN102419345, entitled Graphene-starch electrochemical sensor, its preparation method and application describes the use of starch and graphene in a uniform paraffin mixture. The proposed invention is not limited to the use of graphene and paraffin, besides proposing to obtain starch from tapioca. Previously, the sensor is highly recommended for the detection of iodine compounds, something that the present invention is not limited to, being possible the determination of several substances.
[012] A anterioridade IN201204068-I1, intitulada Bionanocomposite material-based biosensor useful in e.g. biomedical domains, contains strengthening agent, chemically modified cross-linked matrix component, suitable cross-linking agent, coupling agent, and blend preparation descreve um material composto pela mistura de quitosana e amido proveniente de tapioca. Apesar de a anterioridade empregar a tapioca, a proposta do[012] The previous IN201204068-I1, entitled Bionanocomposite material-based biosensor useful in eg biomedical domains, contains strengthening agent, chemically modified cross-linked matrix component, suitable cross-linking agent, coupling agent, and blend preparation describes a material composed of mixture of chitosan and starch from tapioca. Although the former uses tapioca, the proposal of the
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4/13 presente pedido de patente não utiliza a quitosana, além de apresentar um método mais ágil de obtenção da polimerização do amido proveniente de tapioca.4/13 this patent application does not use chitosan, in addition to presenting a more agile method of obtaining the polymerization of starch from tapioca.
[013] A anterioridade CN101294156, intitulada Preparation of ethanol biosensor nuclear micropore enzyme membrane for on-line ethanol monitoring involves dissolving soluble starch in glutaric dialdehyde solution, heating, stirring, and mixing with sodium alginate solution descreve uma metodologia para se obter amido em utilização de sensores e biossensores. Em relação à anterioridade a proposta do presente pedido de patente descreve um método mais fácil e prático para o mesmo fim.[013] Previous CN101294156, entitled Preparation of ethanol nuclear biosensor micropore enzyme membrane for on-line ethanol monitoring involves dissolving soluble starch in glutaric dialdehyde solution, heating, stirring, and mixing with sodium alginate solution describes a methodology for obtaining starch in use sensors and biosensors. In relation to the foregoing, the proposal for the present patent application describes an easier and more practical method for the same purpose.
[014] Apesar das anterioridades apresentadas descreverem a produção de filmes e biossensores a partir de amido, no presente pedido, é apresentado processo de obtenção mais simples, rápido e barato, a partir do emprego de matérias-primas de fácil acesso, como a tapioca, sendo empregada como fonte de amido, e o ácido acético, para a obtenção do filme aderente; dessa maneira atendendo totalmente às demandas do mercado.[014] Although the foregoing presented describes the production of films and biosensors from starch, this process presents a simpler, faster and cheaper process for obtaining raw materials that are easily accessible, such as tapioca. , being used as a source of starch, and acetic acid, to obtain the adherent film; thus fully meeting market demands.
OBJETIVO DA INVENÇÃO [015] A presente invenção tem como objetivo dispor filme aderente para modificação de eletrodo de carbono vítreo obtido a partir de um processo de obtenção com simples e rápidas etapas de execução, e que utilize a tapioca como fonte de amido como matériaprima para sua produção.OBJECTIVE OF THE INVENTION [015] The present invention aims to provide adhesive film for modification of glassy carbon electrode obtained from a process of obtaining with simple and quick execution steps, and that uses tapioca as a source of starch as raw material for their production.
DA INVENÇÃO [016] O presente pedido de patente de invenção descreve o processo de obtenção, com simples e rápidas etapas de execução, de filme orgânico aderente, a partir uma dispersão de tapioca e ácido acético 5%, para utilização na modificação de eletrodos com nanomateriais, a serem utilizados como sensores e biossensores, tornando sua fixação estável e homogênea. Sendo, o filme proposto, caracterizado por uma fina película, estável e sólida.OF THE INVENTION [016] The present application for a patent describes the process of obtaining, with simple and quick execution steps, an adherent organic film, from a dispersion of tapioca and 5% acetic acid, for use in the modification of electrodes with nanomaterials, to be used as sensors and biosensors, making their fixation stable and homogeneous. The proposed film is characterized by a thin, stable and solid film.
VANTAGENS DA INVENÇÃO [017] Em suma, a presente invenção apresenta como principais vantagens:ADVANTAGES OF THE INVENTION [017] In short, the present invention has as main advantages:
✓ Dispor um filme orgânico aderente que apresente em sua composição matériasprimas de fácil obtenção e baixo custo;✓ Have an adherent organic film that contains raw materials that are easy to obtain and low cost;
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5/13 ✓ Dispor um filme orgânico aderente cujo propósito é modificar eletrodos com nanomateriais, tornando a fixação dos mesmos estável e homogênea;5/13 ✓ To dispose of an organic adherent film whose purpose is to modify electrodes with nanomaterials, making their fixation stable and homogeneous;
✓ Dispor um filme orgânico adequado para análises eletroquímicas, por não se apresentar como interferente durante a análise, ou seja, não modificando a passagem de corrente elétrica com referência para o analito;✓ Have an organic film suitable for electrochemical analysis, as it does not present itself as interfering during the analysis, that is, it does not modify the passage of electrical current with reference to the analyte;
✓ Dispor um filme orgânico obtido a partir de um processo com simples e rápidas etapas de execução.✓ Have an organic film obtained from a process with simple and quick execution steps.
DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [018] A invenção será descrita em uma realização preferencial, assim, para melhor entendimento serão feitas referências ao fluxograma e às figuras:DESCRIPTION OF THE FIGURES [018] The invention will be described in a preferred embodiment, thus, for better understanding, references will be made to the flowchart and figures:
✓ Figura 1: Fluxograma do processo de obtenção do filme orgânico aderente;✓ Figure 1: Flowchart of the process for obtaining adherent organic film;
✓ Figura 2: Solução de tapioca em ácido acético 5,0 % antes da agitação;✓ Figure 2: Tapioca solution in 5.0% acetic acid before stirring;
✓ Figura 3: Solução de tapioca em ácido acético 5,0 % após agitação de 2,0 horas à temperatura constante de 75°C;✓ Figure 3: Tapioca solution in 5.0% acetic acid after stirring for 2.0 hours at a constant temperature of 75 ° C;
✓ Figura 4: Célula eletroquímica de três eletrodos (A) Eletrodo Referência; (B) Contra Eletrodo e; (C) Eletrodo de trabalho, para obtenção das medidas voltamétricas relacionadas a presença do filme de tapioca;✓ Figure 4: Electrochemical cell with three electrodes (A) Reference Electrode; (B) Against Electrode and; (C) Working electrode, to obtain voltammetric measurements related to the presence of tapioca film;
✓ Figura 5: Voltametria cíclica em KCl 0,1 mol/L cuja sonda utilizada foi uma solução contendo K3[Fe(CN)6] e K4[Fe(CN)6] numa concentração de 1,0 x 10-3 mol/L, v = 100mV/s. Procedimento realizado com um eletrodo TP/GCE 1,0 g de tapioca (em preto) e eletrodo de carbono vítreo (GCE) (em vermelho);✓ Figure 5: Cyclic voltammetry in KCl 0.1 mol / L whose probe used was a solution containing K 3 [Fe (CN) 6 ] and K 4 [Fe (CN) 6 ] in a concentration of 1.0 x 10 -3 mol / L, v = 100mV / s. Procedure performed with a TP / GCE electrode 1.0 g of tapioca (in black) and glassy carbon electrode (GCE) (in red);
✓ Figura 6: Voltametria cíclica em KCl 0,1 mol/L cuja sonda utilizada foi uma solução contendo K3[Fe(CN^] e K4[Fe(CN)6] numa concentração de 1,0 x 10’3 mol/L, v = 100mV/s. Procedimento realizado com um eletrodo TP/GCE2,0 g de tapioca (em preto), e um eletrodo de carbono vítreo (em vermelho);✓ Figure 6: Cyclic voltammetry in 0.1 mol / L KCl whose probe used was a solution containing K 3 [Fe (CN ^] and K4 [Fe (CN) 6] in a concentration of 1.0 x 10 ' 3 mol / L, v = 100mV / s Procedure performed with a TP / GCE2.0 g tapioca electrode (in black), and a glassy carbon electrode (in red);
✓ Figura 7: Voltamogramas cíclicos comparativos entre as diferentes concentrações de nanotubos de TiO2 no filme, 1:1 (vermelho), 2:1 (azul), 3:1 (preto), 4:1 (rosa) e 5:1 (amarelo) m/v. KCl 0,1 mol/Lfoi utilizado como eletrólito suporte e K3[Fe(CN)6] e K4[Fe(CN)6] 1,0 x 10-3mol/L como sonda ele eletroquímica em v = 100 mV/s;✓ Figure 7: Comparative cyclic voltamograms between different concentrations of TiO2 nanotubes in the film, 1: 1 (red), 2: 1 (blue), 3: 1 (black), 4: 1 (pink) and 5: 1 ( yellow) m / v. 0.1 mol / L KCl was used as the support electrolyte and K 3 [Fe (CN) 6] and K4 [Fe (CN) 6] 1.0 x 10 -3 mol / L as the electrochemical probe at v = 100 mV / s;
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6/13 ✓ Figura 8: Voltamogramas cíclicos de RGO-TP com concentração de tapioca 2:1 (preto) e GCE (vermelho); eletrólito suporte foi KCl 0,1 mol/L e K3[Fe(CN)6] e K4[Fe(CN)6] 1,0 x 10-3mol/Lcomo sonda eletroquímica em v = 100 mV/s;6/13 ✓ Figure 8: Cyclic voltamograms of RGO-TP with tapioca concentration 2: 1 (black) and GCE (red); supporting electrolyte was KCl 0.1 mol / L and K 3 [Fe (CN) 6 ] and K4 [Fe (CN) 6 ] 1.0 x 10 -3 mol / L as an electrochemical probe at v = 100 mV / s;
✓ Figura 9: Voltamogramas de varredura linear obtidos a partir de um eletrodo de carbono vítreo (preto) e TP -TiO2/GCE (vermelho) na presença de tampão fosfato pH 7,0 e estradiol 6,6 x10-6 mol/L, v= 100 mV/s e tempo de adsorção de 120s;✓ Figure 9: Linear scan voltamograms obtained from a glassy carbon electrode (black) and TP-TiO2 / GCE (red) in the presence of phosphate buffer pH 7.0 and estradiol 6.6 x10 -6 mol / L, v = 100 mV / s and adsorption time of 120s;
✓ Figura 10: Voltamograma de varredura de pulso diferencial obtido a partir de um eletrodo de carbono vítreo (GCE) (preto), RGO-TP/GCE (vermelho), na presença de DA 2,0 x10-5mol/L e RGO-TP/GCE (azul) sem a presença de DA, em tampão fosfato 0,2 mol/L (pH 5,2), v = 10 mV/s, A = 25 mV, tempo de pulso de 50 ms;✓ Figure 10: Differential pulse scanning voltamogram obtained from a glassy carbon electrode (GCE) (black), RGO-TP / GCE (red), in the presence of DA 2.0 x10 -5 mol / L and RGO -TP / GCE (blue) without the presence of DA, in 0.2 mol / L phosphate buffer (pH 5.2), v = 10 mV / s, A = 25 mV, pulse time of 50 ms;
✓ Figura 11: Voltamograma de varredura de pulso diferencial obtido a partir de um eletrodo de carbono vítreo (GCE) (vermelho), RGO-TP/GCE (preto) na presença de CC 5,0 x 10-5mol/L e RGO-TP/GCE (azul) sem a presença de CC, em tampão fosfato 0,2 mol/L (pH 5,7), v =25 mV/s, A = 60mV, tempo de pulso de 50 ms;✓ Figure 11: Differential pulse scan voltamogram obtained from a glassy carbon electrode (GCE) (red), RGO-TP / GCE (black) in the presence of 5.0 x 10 -5 mol / L and RGO CC -TP / GCE (blue) without the presence of CC, in 0.2 mol / L phosphate buffer (pH 5.7), v = 25 mV / s, A = 60mV, 50 ms pulse time;
✓ Figura 12: Micrografia do filme formado a partir de dispersão de farinha de tapioca em ácido acético 5,0% após secagem over night;✓ Figure 12: Micrograph of the film formed from dispersion of tapioca flour in 5.0% acetic acid after drying over night;
✓ Figura 13: Micrografia do filme formado a partir de dispersão de farinha de tapioca em ácido acético 5,0 % após secagem over night;✓ Figure 13: Micrograph of the film formed from dispersion of tapioca flour in 5.0% acetic acid after drying over night;
✓ Figura 14: Micrografia do filme formado a partir de dispersão de farinha de tapioca em ácido acético 5,0 % após secagem over night.;✓ Figure 14: Micrograph of the film formed from dispersion of tapioca flour in 5.0% acetic acid after drying over night .;
✓ Figura 15: Micrografia do filme formado a partir de dispersão de farinha de tapioca em ácido acético 5,0 % adicionado de nanotubos de dióxido de titânio (5:1) após secagem over night;✓ Figure 15: Micrograph of the film formed from a dispersion of tapioca flour in 5.0% acetic acid plus titanium dioxide nanotubes (5: 1) after drying over night;
✓ Figura 16: Micrografia do filme formado a partir de dispersão de farinha de tapioca em ácido acético 5,0 % adicionado de nanotubos de dióxido de titânio (5:1 m/v) após secagem over night.✓ Figure 16: Micrograph of the film formed from dispersion of tapioca flour in 5.0% acetic acid plus titanium dioxide nanotubes (5: 1 m / v) after drying over night.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [019] O processo de obtenção do filme orgânico (Fig. 1) se dá a partir das seguintes etapas de execução: adição (E1) de 1,0 e 2,0 gramas de tapioca (1), obtida em comércio varejista a granel, em 100 mL de solução aquosa de ácido acético (2), 5,0% v/v. O preparo da solução de ácido acético seguiu metodologia padrão, utilizando-se ácidoDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [019] The process of obtaining the organic film (Fig. 1) takes place from the following execution steps: addition (E1) of 1.0 and 2.0 grams of tapioca (1), obtained in Bulk retail trade, in 100 mL of aqueous acetic acid solution (2), 5.0% v / v. The preparation of the acetic acid solution followed standard methodology, using
Petição 870180007430, de 29/01/2018, pág. 13/39Petition 870180007430, of 01/29/2018, p. 13/39
7/13 acético glacial P.A. dinâmica, água destilada em balão volumétrico e capela. A dispersão de tapioca e ácido acético (3) foi submetida à temperatura de 75°C em agitação (E2) constante por 2,0 horas. Utilizou-se agitador magnético com controle de temperatura e agitação, Biomixer AM-10, sendo a temperatura aferida (E3) por meio de termômetro de bolso Incoterm, a cada 10 minutos a contar do início da agitação, até atingir 75°C. Ao atingir a temperatura, a dispersão em temperatura ideal (4) foi submetida à agitação (E4) com 750 RPM por 2,0 horas, para início do resfriamento. Foi realizado controle de evaporação do solvente durante todo o processo, a fim de se evitar perda do mesmo, devido à alta temperatura. Após 2,0 horas de agitação a 75°C, a dispersão pronta (5) foi obtida, e mantida tampado até atingir a temperatura ambiente, em seguida, foi envasada (E5) em frasco transparente e armazenada (E6) à temperatura ambiente; após utilizado, ocorre evaporação (E7) do solvente presente na dispersão pronta (5) e o filme aderente (F) é formado, apenas no momento do uso, devido à secagem em temperatura ambiente. [020] Em duas variações, o filme aderente (F) pode ser obtido com nanotubos de TiO2 e com óxido de grafeno reduzido, RGO. Para tanto, no preparo de filme aderente com nanotubos de TiO2 (FN) foram adicionados (E8) os nanotubos (6) diretamente na dispersão pronta (5), em proporções entre 1:1 e 5:1 m/v, sendo submetido a agitação constante (E9), em agitador magnético Biomixer AM-10 por 1 hora à 750 rpm e em temperatura ambiente; sendo a dispersão de tapioca e TiO2 obtida (7) envasada (E5) em frasco transparente e armazenada (E6) à temperatura ambiente; o filme aderente com nanotubos de TiO2 (FN) apenas será formado no momento do uso, após sua aplicação, devido à evaporação (E7) do solvente presente na dispersão de tapioca e TiO2 obtida (7), por meio da secagem em temperatura ambiente. No preparo de filme aderente com óxido de grafeno reduzido (FG), adicionou-se (E10) de uma alíquota de dispersão 0,7 mg/mL de RGO (8) à dispersão pronta (5), a fim de se otimizar o sinal analítico, sendo a dispersão com RGO (9) levada ao banho de ultrassom (E11) por 16 minutos, para completa homogeneização. Após o banho de ultrassom (E11), tem-se o envasamento (E5) em frasco transparente e armazenamento (E6) à temperatura ambiente. O filme aderente com óxido de grafeno reduzido (FG) apenas será formado no momento do uso, após sua aplicação, devido à evaporação (E7) do solvente presente na dispersão de tapioca com RGO obtida (9), por meio da secagem em temperatura ambiente.7/13 glacial acetic dynamic P.A., distilled water in volumetric flask and chapel. The dispersion of tapioca and acetic acid (3) was subjected to a temperature of 75 ° C with constant stirring (E2) for 2.0 hours. Magnetic stirrer with temperature control and agitation, Biomixer AM-10, was used, the temperature being measured (E3) by means of an Incoterm pocket thermometer, every 10 minutes from the beginning of the stirring, until reaching 75 ° C. Upon reaching the temperature, the dispersion at ideal temperature (4) was subjected to agitation (E4) with 750 RPM for 2.0 hours, to start cooling. Evaporation control of the solvent was carried out during the entire process, in order to avoid its loss due to the high temperature. After 2.0 hours of stirring at 75 ° C, the ready dispersion (5) was obtained, and kept capped until it reached room temperature, then it was filled (E5) in a transparent bottle and stored (E6) at room temperature; after use, evaporation (E7) of the solvent present in the ready dispersion (5) occurs and the adherent film (F) is formed, only at the time of use, due to drying at room temperature. [020] In two variations, the adherent film (F) can be obtained with TiO2 nanotubes and with reduced graphene oxide, RGO. Therefore, in the preparation of adherent film with TiO2 nanotubes (FN), nanotubes (6) were added (E8) directly to the ready dispersion (5), in proportions between 1: 1 and 5: 1 m / v, being subjected to constant agitation (E9), on a Biomixer AM-10 magnetic stirrer for 1 hour at 750 rpm and at room temperature; the dispersion of tapioca and TiO2 obtained (7) was packaged (E5) in a transparent bottle and stored (E6) at room temperature; the adherent film with TiO2 (FN) nanotubes will only be formed at the time of use, after its application, due to the evaporation (E7) of the solvent present in the dispersion of tapioca and TiO2 obtained (7), by drying at room temperature. In the preparation of adherent film with reduced graphene oxide (FG), a dispersion aliquot (E10) of 0.7 mg / mL of RGO (8) was added to the ready dispersion (5), in order to optimize the signal analytical, being the dispersion with RGO (9) taken to the ultrasound bath (E11) for 16 minutes, for complete homogenization. After the ultrasound bath (E11), filling (E5) is carried out in a transparent bottle and storage (E6) at room temperature. The adherent film with reduced graphene oxide (FG) will only be formed at the time of use, after its application, due to the evaporation (E7) of the solvent present in the tapioca dispersion with RGO obtained (9), by drying at room temperature .
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8/13 [021] Características visuais, estabilidade e homogeneidade do filme de tapioca obtido foram avaliadas. Nas figuras 2 e 3 pode-se verificar a diferença visual em relação à coloração e homogeneidade da dispersão antes e após agitação com temperatura.8/13 [021] Visual characteristics, stability and homogeneity of the tapioca film obtained were evaluated. Figures 2 and 3 show the visual difference in relation to the color and homogeneity of the dispersion before and after stirring with temperature.
[022] Duas proporções de tapioca em meio ácido foram avaliadas a fim de investigar os efeitos das diferentes dispersões na modificação dos eletrodos. Soluções preparadas a partir de 1,0 e 2,0 gramas de tapioca em solução de ácido acético 5,0 % v/v foram avaliadas conforme informações obtidas em literatura. Observou-se que a dissolução em ácido é mais efetiva, pois, desse modo, provavelmente ocorre a protonação do grupo hidroxila, para a molécula interagir então com a água, tornando-a facilmente solúvel ao meio. O processo de preparação da dispersão foi realizado em grau analítico. A farinha de tapioca foi pesada em balança analítica Sartorius, modelo ED224S; a solução de ácido acético 5,0 % foi preparada com água destilada; a tapioca foi transferida para a solução de ácido acético e a mesma foi submetida a agitação constante em agitador magnético. A dispersão permaneceu em agitação durante 2,0 horas, à temperatura controlada de 75°C. Durante todo o processo foram controladas evaporação e temperatura. A solução resultante foi uma dispersão homogênea, transparente esbranquiçada, sem presença de grânulos a olho nu. A avaliação de estabilidade da solução foi realizada por meio de verificação de sedimentação, separação de fases e/ou outra mudança visual na mesma. Durante quatro meses a solução manteve estabilidade visual, não ocorrendo sedimentação ou qualquer outra mudança física perceptível. A fixação de nanomateriais no filme e posteriores testes em eletrodos modificados com a dispersão foram realizados em laboratório e são mostrados a seguir.[022] Two proportions of tapioca in an acid medium were evaluated in order to investigate the effects of different dispersions on electrode modification. Solutions prepared from 1.0 and 2.0 grams of tapioca in 5.0% v / v acetic acid solution were evaluated according to information obtained in the literature. It was observed that the dissolution in acid is more effective, because, in this way, the hydroxyl group protonation probably occurs, for the molecule to then interact with the water, making it easily soluble in the environment. The dispersion preparation process was carried out at an analytical level. The tapioca flour was weighed on a Sartorius analytical scale, model ED224S; the 5.0% acetic acid solution was prepared with distilled water; the tapioca was transferred to the acetic acid solution and it was subjected to constant stirring on a magnetic stirrer. The dispersion was stirred for 2.0 hours at a controlled temperature of 75 ° C. During the whole process, evaporation and temperature were controlled. The resulting solution was a homogeneous, transparent, whitish dispersion, without the presence of granules with the naked eye. The stability evaluation of the solution was carried out by checking sedimentation, phase separation and / or other visual change in it. For four months the solution maintained visual stability, with no sedimentation or any other noticeable physical change. The fixation of nanomaterials on the film and subsequent tests on electrodes modified with the dispersion were carried out in the laboratory and are shown below.
[023] Em relação à estabilidade da dispersão, o filme de tapioca, após resfriado, foi acondicionado em frasco transparente à temperatura ambiente. Sua estabilidade visual foi estudada, em primeiro momento, deixando-o acondicionado, sem restrições, over night. Aproximadamente 20 horas depois, o filme apresentava não formação de precipitado, grânulos, alterações na coloração, viscosidade aparente ou formação de película na superfície da solução, sendo considerada uma solução estável em curto prazo. O filme continuou armazenado nas mesmas condições iniciais durante quatro meses e suas características físicas e visuais não apresentaram quaisquer alterações.[023] Regarding the stability of the dispersion, the tapioca film, after cooling, was packed in a transparent bottle at room temperature. Its visual stability was studied, at first, leaving it packed, without restrictions, over night. Approximately 20 hours later, the film showed no precipitate formation, granules, changes in color, apparent viscosity or film formation on the solution surface, being considered a stable solution in the short term. The film remained stored in the same initial conditions for four months and its physical and visual characteristics did not change.
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9/13 [024] Em relação à modificação do eletrodo de carbono vítreo, a efetividade do filme de tapioca disperso em meio ácido para práticas eletroquímicas com o objetivo de desenvolver sensores foi avaliada a partir da modificação de eletrodos de carbono vítreo. [025] A dispersão do filme foi gotejada com auxílio de micropipeta sobre a superfície de um eletrodo de carbono vítreo de 3,0 mm, previamente limpo com solução de alumina ativada diluída em água destilada na proporção de 1:1 (v/v). Para a formação do filme aguardou-se a evaporação completa do solvente, entre 2,0 e 4,0 horas, em alguns casos over night, a depender do clima e da ambientação do laboratório. O filme, após seco, apresentou-se transparente, sem aglomeração, sem rugosidade e com boa distribuição e homogeneidade. Lavou-se então o filme preparado com água destilada, despejando a mesma diretamente sobre o eletrodo, para observar de forma visual a fixação do filme. [026] Na presença direta da água o mesmo continuou com boa aderência, concluindose que a presença direta de solventes não afeta sua fixação no eletrodo.9/13 [024] Regarding the modification of the vitreous carbon electrode, the effectiveness of tapioca film dispersed in acidic medium for electrochemical practices with the objective of developing sensors was evaluated from the modification of vitreous carbon electrodes. [025] The dispersion of the film was dripped with the aid of a micropipette onto the surface of a 3.0 mm glassy carbon electrode, previously cleaned with a solution of activated alumina diluted in distilled water in the proportion of 1: 1 (v / v) . For the formation of the film, complete evaporation of the solvent was expected, between 2.0 and 4.0 hours, in some cases over night, depending on the climate and the environment of the laboratory. The film, after drying, was transparent, without agglomeration, without roughness and with good distribution and homogeneity. The prepared film was then washed with distilled water, pouring it directly on the electrode, to visually observe the fixation of the film. [026] In the direct presence of water, it continued with good adherence, concluding that the direct presence of solvents does not affect its fixation on the electrode.
[027] Quanto à caracterização eletroquímica [028] Após a secagem do filme no eletrodo, testes eletroquímicos em célula convencional de três eletrodos contendo KCl 0,1 mol/Le mistura equimolar de K3[Fe(CN)6] e K4[Fe(CN)6]1,0 x 10-3 mol/L, foram efetuados para verificar a interferência do filme na passagem de corrente. Como ilustrado na figura 4, a cela eletroquímica foi composta por: (A) Eletrodo referência Ag/AgCl (KCl 3,0mol/L); (B) Contra eletrodo de Platina (Pt), responsável pelo controle do potencial elétrico do eletrodo de trabalho em relação ao eletrodo referência e; (C) eletrodo de carbono vítreo modificado com filme de tapioca em meio ácido, denominado TP/GCE.[027] Regarding the electrochemical characterization [028] After drying the film on the electrode, electrochemical tests in a conventional three-electrode cell containing KCl 0.1 mol / Le equimolar mixture of K 3 [Fe (CN) 6 ] and K4 [Fe (CN) 6 ] 1.0 x 10-3 mol / L, were performed to check the interference of the film in the current flow. As shown in figure 4, the electrochemical cell was composed of: (A) Electrode reference Ag / AgCl (KCl 3.0 mol / L); (B) Against Platinum (Pt) electrode, responsible for controlling the electrical potential of the working electrode in relation to the reference electrode and; (C) glassy carbon electrode modified with tapioca film in acid medium, called TP / GCE.
[029] Um potenciostato/galvanostato AUTOLAB PAGSTAT101 gerenciado pelo software NOVA 2.0 foi utilizado para a realização das técnicas de voltametria cíclica, voltametria de pulso diferencial, voltametria linear e voltametria de onda quadrada para testar a efetividade do filme no eletrodo e possíveis interferências. Os resultados obtidos podem ser vistos nas figuras 5 e 6.[029] An AUTOLAB PAGSTAT101 potentiostat / galvanostat managed by NOVA 2.0 software was used to perform cyclic voltammetry, differential pulse voltammetry, linear voltammetry and square wave voltammetry to test the effectiveness of the film on the electrode and possible interference. The results obtained can be seen in figures 5 and 6.
[030] De acordo com os voltamogramas, nota-se que a presença da dispersão do filme de tapioca no eletrodo contribui para uma menor resposta de corrente, quando em comparação com o GCE. Atribui-se esse fato à menor condutividade do filme de tapioca em relação ao carbono vítreo e a baixa porosidade do mesmo, sendo essa uma[030] According to the voltamograms, it is noted that the presence of tapioca film dispersion in the electrode contributes to a lower current response, when compared to the GCE. This fact is attributed to the lower conductivity of the tapioca film in relation to the vitreous carbon and the low porosity of the same, being this a
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10/13 excelente característica, pois, implica uma boa condição de suporte para nanomateriais. [031] A variação de corrente entre os eletrodos ficou próximo de 10% para 1,0g de tapioca e de 45% para 2,0g de tapioca, a depender da técnica utilizada. Percebe-se que aumentando a quantidade de tapioca em dispersão, aumenta-se o bloqueio que o filme exerce sobre a superfície do GCE. Entretanto, para os fins eletroanalíticos de interesse nesse pedido descrito, conclui-se que os valores apresentados, bem como as características discutidas, fornecem à dispersão de tapioca um caráter ótimo para fixar nanomateriais na superfície de eletrodos.10/13 excellent characteristic, therefore, implies a good support condition for nanomaterials. [031] The current variation between the electrodes was close to 10% for 1.0 g of tapioca and 45% for 2.0 g of tapioca, depending on the technique used. It is noticed that by increasing the amount of tapioca in dispersion, the blockage that the film exerts on the surface of the GCE is increased. However, for the electroanalytical purposes of interest in this described application, it is concluded that the values presented, as well as the characteristics discussed, provide the tapioca dispersion with an optimum character to fix nanomaterials on the electrode surface.
[032] Ensaios com nanomateriais [033] Ensaios foram realizados com o propósito de avaliar a eficiência do filme de tapioca na retenção de nanopartículas para sua utilização na modificação de eletrodos em testes eletroquímicos. Os nanomateriais analisados foram nanotubos de dióxido de titânio (TiO2) e óxido de grafeno reduzido (RGO).[032] Tests with nanomaterials [033] Tests were carried out with the purpose of evaluating the efficiency of tapioca film in the retention of nanoparticles for its use in the modification of electrodes in electrochemical tests. The nanomaterials analyzed were titanium dioxide (TiO2) and reduced graphene oxide (RGO) nanotubes.
[034] Os testes foram realizados em sistema de cela eletroquímica com três eletrodos, contendo KCl 0,1 mol/L e mistura equimolar de K3[Fe(CN)6] e K4[Fe(CN)6] 1,0 x 103mol/L. A cela eletroquímica foi composta por eletrodo referência Ag/AgCl (KCl 3,0mol/L); contra eletrodo de Platina (Pt) e; eletrodo de trabalho GCE com dispersão dos nanomateriais junto ao filme de tapioca (NanoTiO2-TP/ GCE).[034] The tests were carried out in an electrochemical cell system with three electrodes, containing KCl 0.1 mol / L and equimolar mixture of K 3 [Fe (CN) 6 ] and K 4 [Fe (CN) 6 ] 1.0 x 103 mol / L. The electrochemical cell was composed of an Ag / AgCl reference electrode (KCl 3.0 mol / L); against Platinum (Pt) electrode and; GCE working electrode with dispersion of nanomaterials next to the tapioca film (NanoTiO2-TP / GCE).
[035] Para o preparo da dispersão de tapioca e RGO, adicionou-se uma alíquota de dispersão 0,7 mg/mL de RGO à dispersão de tapioca, em diversas concentrações, a fim de se otimizar o sinal analítico. As dispersões foram então levadas ao banho de ultrassom por 16 minutos, para completa homogeneização.[035] To prepare the tapioca and RGO dispersion, a dispersion aliquot of 0.7 mg / mL of RGO was added to the tapioca dispersion, in various concentrations, in order to optimize the analytical signal. The dispersions were then taken to the ultrasound bath for 16 minutes, for complete homogenization.
[036] Para a dispersão de tapioca e nanotubos de TiO2 foram adicionados os nanotubos diretamente na solução de tapioca, sendo submetido a agitação constante, em agitador magnético Biomixer AM-10 por 1,0 hora, 750 rpm, à temperatura ambiente. Cinco proporções de nanomaterial foram testadas (1:1 -> 5:1 m/v). A dispersão foi gotejada, na superfície do eletrodo (5,0 pL para dispersão e TiO2 e 3,0pL para dispersão de RGO) aguardando secagem total pela evaporação do solvente à temperatura ambiente. Após secagem o filme mostrou-se aderente a superfície, mesmo quando submetido a contato com água ou a soluções de eletrólito suporte utilizadas comumente em testes eletroanalíticos.[036] For the dispersion of tapioca and TiO2 nanotubes, nanotubes were added directly to the tapioca solution, being subjected to constant stirring, on a Biomixer AM-10 magnetic stirrer for 1.0 hour, 750 rpm, at room temperature. Five proportions of nanomaterial were tested (1: 1 -> 5: 1 m / v). The dispersion was dripped onto the electrode surface (5.0 pL for dispersion and TiO2 and 3.0 pL for RGO dispersion) awaiting total drying by evaporation of the solvent at room temperature. After drying, the film proved to be adherent to the surface, even when subjected to contact with water or electrolyte support solutions commonly used in electroanalytical tests.
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11/13 [037] Com base nos voltamogramas obtidos, figura 7 e 8, para ambos os eletrodos observa-se a potencialidade do filme formado pela tapioca em conjunto ao nanomaterial para aplicação em sensores eletroquímicos decorrente do aumento na corrente de pico entre os eletrodos modificado e GCE. Isso indica a presença do nanomaterial na superfície do eletrodo, posto que os modificadores possuam características semicondutoras, como comprovado em literatura, e, a solução de tapioca, como evidenciada anteriormente, não possui características de interferência na condutividade elétrica.11/13 [037] Based on the voltamograms obtained, figures 7 and 8, for both electrodes the potential of the film formed by tapioca together with the nanomaterial for application in electrochemical sensors is observed due to the increase in peak current between the electrodes modified and GCE. This indicates the presence of the nanomaterial on the electrode surface, since the modifiers have semiconductor characteristics, as shown in the literature, and the tapioca solution, as evidenced previously, does not have characteristics of interference in the electrical conductivity.
[038] Com base no aumento da corrente de pico em relação ao aumento da concentração de nanomaterial, há indícios de que o filme é eficaz na aderência do mesmo, independente da concentração utilizada.[038] Based on the increase in the peak current in relation to the increase in the concentration of nanomaterial, there are indications that the film is effective in adhering to it, regardless of the concentration used.
[039] Em testes eletroquímicos realizados a fim de estimar a área eletroativa dos eletrodos modificados, constatou-se um aumento de área de 50%, para NanoTiO2-TP/ GCE, quando comparado à área geométrica do GCE, no valor de 0,07 cm2e 50% para RGO-TP/GCE. Isso pode concluir a presença do nanomaterial na superfície do eletrodo e, consequentemente, eficiência da tapioca em segurar essas partículas.[039] In electrochemical tests carried out in order to estimate the electroactive area of the modified electrodes, an area increase of 50% was found, for NanoTiO2-TP / GCE, when compared to the geometric area of the GCE, in the amount of 0.07 cm2e 50% for RGO-TP / GCE. This can conclude the presence of the nanomaterial on the electrode surface and, consequently, tapioca's efficiency in holding these particles.
[040] Ensaios para detecção de analitos de interesse [041] Testes NanoTiO2-TP/ GCE na presença de 17β -estradiol: Testes de voltametria de pulso diferencial foram realizados a fim investigar o comportamento dos eletrodos de carbono vítreo (GCE) e Nano TiO2-TP/GCE em solução de tampão fosfato 0,2 mol L-1 (pH 7,0) na presença de estradiol 6,6 χ 10-6 mol/L, com parâmetros de velocidade de varredura de 100 mV/s e tempo de adsorção de 120s. Conforme observado na figura 9, há um aumento da corrente de pico anódica, relacionado à oxidação do analito de interesse, quando comparamos o eletrodo modificado (vermelho) (Nano TiO2-TP/GCE) e o GCE (preto), mostrando a potencialidade do TiO2 como nanomaterial eletroativo para a detecção de estradiol.[040] Assays for detecting analytes of interest [041] NanoTiO2-TP / GCE tests in the presence of 17β-estradiol: Differential pulse voltammetry tests were performed in order to investigate the behavior of the glassy carbon (GCE) and Nano TiO2 electrodes -TP / GCE in 0.2 mol L -1 phosphate buffer solution (pH 7.0) in the presence of 6.6 χ 10 -6 mol / L estradiol, with scanning speed parameters of 100 mV / s and time of adsorption of 120s. As seen in figure 9, there is an increase in the anodic peak current, related to the oxidation of the analyte of interest, when we compare the modified electrode (red) (Nano TiO2-TP / GCE) and the GCE (black), showing the potential of the TiO2 as an electroactive nanomaterial for the detection of estradiol.
[042] Testes do RGO-TP/GCE na presença de Dopamina (DA): Testes de voltametria de pulso diferencial foram realizados a fim de verificar o comportamento dos eletrodos de carbono vítreo (GCE) e RGO-TP/GCE em solução de tampão fosfato 0,2 mol/L (pH 5,2) na presença de DA 2,0 x 10-5 mol/L com parâmetros de velocidade de varredura 10 mV/s, amplitude de pulso de 25 mV, tempo de pulso de 50 ms. Observa-se um aumento da[042] Tests of RGO-TP / GCE in the presence of Dopamine (DA): Differential pulse voltammetry tests were performed in order to verify the behavior of the glassy carbon electrodes (GCE) and RGO-TP / GCE in buffer solution phosphate 0.2 mol / L (pH 5.2) in the presence of DA 2.0 x 10 -5 mol / L with scanning speed parameters 10 mV / s, pulse amplitude of 25 mV, pulse time of 50 ms. There is an increase in
Petição 870180007430, de 29/01/2018, pág. 18/39Petition 870180007430, of 01/29/2018, p. 18/39
12/13 corrente anódica correspondente à oxidação do analito, visualizado em comparação do RGO-TP/GCE (vermelho) com o GCE (figura 10).12/13 anode current corresponding to the oxidation of the analyte, visualized in comparison of the RGO-TP / GCE (red) with the GCE (figure 10).
[043] Testes RGO-TP/GCE na presença de Catecol (CC): Testes de voltametria de pulso diferencial foram realizados a fim de verificar o comportamento dos eletrodos de carbono vítreo (GCE) e RGO-TP/GCE em solução de tampão fosfato 0,2 mol/L (pH 5,6) na presença de CC 5,0 x 10-5 mol/L com parâmetros de velocidade de varredura 25 mV/s, amplitude de pulso de 60 mV, tempo de pulso de 50 ms. Observa-se um aumento da corrente catódica correspondente à redução do analito, visualizado em comparação do RGO-TP/GCE com o GCE (figura 11).[043] RGO-TP / GCE tests in the presence of Catechol (CC): Differential pulse voltammetry tests were performed in order to verify the behavior of the glassy carbon electrodes (GCE) and RGO-TP / GCE in phosphate buffer solution 0.2 mol / L (pH 5.6) in the presence of 5.0 x 10 -5 mol / L DC with scanning speed parameters 25 mV / s, pulse amplitude 60 mV, pulse time 50 ms . There is an increase in the cathodic current corresponding to the reduction of the analyte, visualized in comparison of the RGO-TP / GCE with the GCE (figure 11).
[044] A caracterização do filme obtido e da dispersão com os nanotubos de TiO2 foi realizada por técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Foi utilizado microscópio eletrônico de varredura JEOL LV-JSM 6360 nas voltagens de 3 a 10 keV. [045] As amostras foram fixadas com fita de carbono ao porta-amostra próprio do aparelho e metalizadas com carbono ou ouro evaporado utilizando-se metalizador MED 020 da Bal-Tec. Algumas micrografias representativas da superfície dos filmes foram dispostas nas figuras de 12 a 16. As micrografias do filme de tapioca revelam que a superfície do filme é homogênea e lisa, na qual poucos defeitos devido ao processo de secagem são observados. Os filmes nanocompósitos apresentam uma superfície rugosa devido à presença de grânulos do dióxido de titânio dispersos no filme. As micrografias comprovam que o nanomaterial é eficiente em aderir-se ao filme de tapioca, apresentando uma adequada interação e distribuição.[044] The characterization of the obtained film and the dispersion with the TiO2 nanotubes was carried out using the Scanning Electron Microscopy (SEM) technique. A scanning electron microscope JEOL LV-JSM 6360 was used at voltages from 3 to 10 keV. [045] The samples were fixed with carbon tape to the device's own sample holder and metallized with carbon or evaporated gold using MET-020 metallizer from Bal-Tec. Some representative micrographs of the surface of the films were displayed in figures 12 to 16. The micrographs of the tapioca film reveal that the surface of the film is homogeneous and smooth, in which few defects due to the drying process are observed. Nanocomposite films have a rough surface due to the presence of titanium dioxide granules dispersed in the film. The micrographs prove that the nanomaterial is efficient in adhering to the tapioca film, presenting an appropriate interaction and distribution.
[046] Os ensaios demonstraram que o filme de tapioca é eficaz como veículo de retenção de nanomateriais para a utilização na modificação de eletrodos. Um aspecto importante a ser destacado é que o filme não apresenta característica condutiva, e assim, não afeta significativamente os resultados esperados durante as medidas eletroquímicas.[046] Tests have shown that tapioca film is effective as a vehicle for retaining nanomaterials for use in electrode modification. An important aspect to be highlighted is that the film does not have a conductive characteristic, and therefore, does not significantly affect the expected results during electrochemical measurements.
[047] Ademais, os filmes formados apresentam relativa homogeneidade, estabilidade na presença de solventes diversos e boa interação com nanomateriais diversos, a citar o RGO e os nanotubos de TiO2.[047] In addition, the films formed show relative homogeneity, stability in the presence of different solvents and good interaction with different nanomaterials, to mention RGO and TiO2 nanotubes.
[048] A partir do exposto, observa-se que se trata de um processo de obtenção com simples etapas de execução e que emprega componentes de fácil obtenção e de baixo custo, o que revela o potencial inovador da invenção, devido à importância de processos[048] From the above, it is observed that it is a process of obtaining with simple steps of execution and that uses components that are easy to obtain and of low cost, which reveals the innovative potential of the invention, due to the importance of processes
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13/13 e produtos de baixo custo que visam facilitar a utilização de nanomateriais na eletroquímica de sensores. Dessa maneira, a presente proposta merecedora do privilégio de patente de invenção.13/13 and low-cost products that aim to facilitate the use of nanomaterials in sensor electrochemistry. Thus, the present proposal deserves the privilege of an invention patent.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B07A | Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette] | ||
| B06A | Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 29/01/2018, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS |