Eletrodo quimicamente modificado com pontos quânticos de grafeno co-dopados com nitrogênio e enxofre para a determinação de vitaminas do complexo B

Abstract

Este trabalho descreve o desenvolvimento de novos eletrodos a base de pontos quânticos de grafeno co-dopados com nitrogênio e enxofre para a aplicação na determinação eletroanalítica simultânea das vitaminas B2 e B12, e sequencial da vitamina B6. Os pontos quânticos de grafeno co-dopados foram sintetizados por um processo de pirólise, utilizando como precursores o ácido cítrico (fonte de carbono) e a L-cisteína (fonte de nitrogênio e enxofre). A co-dopagem com nitrogênio e enxofre na matriz de grafeno foi confirmada por técnicas espectroscópicas de UVvis e no infravermelho. Estimou-se através de resultados de microscopia eletrônica que os pontos quânticos possuíam um diâmetro médio de 3,4 ± 1,4 nm. Para o preparo dos eletrodos modificados, empregou-se uma solução de quitosana tanto para a imobilização dos pontos quânticos, como também para a formação de um filme estável sobre um substrato de carbono vítreo. Os eletrodos foram caracterizados pelas técnicas eletroquímicas de voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica e proporcionaram maiores intensidades de corrente e menores resistências na transferência de carga quando comparados ao substrato de carbono vítreo. Os resultados promissores foram atribuídos a capacidade de adsorção da quitosana e à condutividade dos pontos quânticos. O comportamento eletroquímico das vitaminas B2, B6 e B12 foi avaliado por voltametria de onda quadrada. Os resultados indicaram sistemas de reações reversível, quase-reversível e irreversível para as vitaminas B12, B2 e B6, respectivamente. Os parâmetros experimentais (pH, eletrólito de suporte, frequência, amplitude, incremento de potencial e etapa de pré-concentração) foram otimizados de modo a se obter as maiores intensidades de corrente para análise de vitaminas. Além disso, a otimização da frequência forneceu informações mecanísticas das reações analisadas. No mesmo estudo, calculou-se o número de elétrons transferidos igual a 1 e 2 para as vitaminas B12 e B6, respectivamente. O mesmo não pôde ser realizado para a vitamina B2, pois não existem cálculos teóricos na voltametria de onda quadrada para sistemas de reação quase-reversíveis. As curvas de calibração foram obtidas por voltametria de redissolução anódica no modo onda quadrada na faixa linear de concentração de 0,001 a 8,0 μmol L−1 para as vitaminas B2 e B12 com limites de detecção de 0,30 e 0,32 nmol L−1 , respectivamente. Já para a vitamina B6, a curva de calibração foi construída na faixa de 0,1 a 18,0 μmol L−1 com limite de detecção de 30,1 nmol L−1 . Por fim, os resultados obtidos indicaram que o eletrodo modificado se mostrou promissor e com sensibilidade suficiente para ser aplicado na quantificação de multivitaminas em bebidas energéticas, como uma ferramenta analítica dedicada ao controle de qualidade do produto.