Língua Eletrônica impedimétrica com sensores químicos de CeO2 e óxido de grafeno para detecção de glifosato e seus potenciais interferentes
herbicidas, glifosato, arranjo de sensores, nanoparticulas de CeO2, espectroscopia de impedância.
Esse trabalho teve por objetivo desenvolver uma língua eletrônica impedimétrica (LE) com sensores químicos de nanopartículas de CeO2 (np-CeO2) e óxido de grafeno (GO) combinados com poli(estireno sulfonato de sódio) (PSS) e hidrocloreto de poli(dialildimetil amônio) (PDAC) para a detecção do herbicida glifosato e seus potenciais interferentes, a saber: ácido aminometil fosfônico (AMPA) e N-nitrosoglifosato (NNG). Para tanto, np-CeO2, GO e o nanocompósito np-CeO2/GO foram sintetizados e depositados como filmes sobre substratos de quartzo e microeletrodo interdigitado de ouro, esse último para a construção dos sensores. Os três nanomateriais foram caracterizados pelas técnicas de difratometria de raios X (DRX), espectroscopia de absorção no UV-Vis e espalhamento Raman, microscopia eletrônica de transmissão (MET), espalhamento dinâmico/eletroforético de luz e análise termogravimétrica (TGA). As técnicas de caracterização demonstram que o nanocompósito np-CeO2/GO é composto de np-CeO2 decoradas na superfície das folhas de GO, em particular nas suas bordas, onde estão localizados os grupos ácido carboxílico. As np-CeO2 são de formato aproximadamente esférico e cristalinas, com diâmetro médio de 3,5 nm. As análises mostram também que a deposição dos filmes sobre quartzo é mais efetiva quando envolve o nanocompósito. Os filmes são contínuos, mas de aparência rugosa, com a presença de agregados de np-CeO2 embebidos numa matriz amorfa de GO. A detecção de glifosato e seus interferentes foi testada com um sistema LE composto de um analisador de impedância, uma unidade multiplexadora e uma cabeça contendo um arranjo de cinco sensores químicos, sendo quatro à base de filmes dos referidos nanomateriais e um sem filme. As capacidades de discriminação e quantificação dos herbicidas foram determinadas por análise das componentes principais dos dados (ACP). Os gráficos de APC permitiram LE discriminá-los e quantificá-los em faixas lineares de trabalho. Para o caso do glifosato, a detecção pôde ser realizada satisfatoriamente numa faixa linear de 110 a 290 nmol/L (R2 = 0.99), com limite de detecção de 30 nmol/L, que é bem abaixo daquele estabelecido pela norma ambiental brasileira vigente. Na análise de uma formulação comercial de glifosato, o desempenho da LE foi equivalente aquele realizado com 1H NMR quantitativo, ao nível de confiança de 95%. O mecanismo de detecção foi avaliado por espectroscopia de impedância e o ajuste dos espectros com modelos de circuitos equivalentes. Em particular, o circuito de Taylor modificado mostrou que a resposta é predominantemente capacitiva e que escala aproximadamente com o momento de dipolo das moléculas que constituem os herbicidas.