4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.2. CARACTERIZAÇÃO DOS FILMES DE PAG POR MICROSCOPIA DE
A microscopia de força atômica é uma técnica muito sensível e especializada na investigação microscópica de superfícies. Através dessa técnica é possível obter informações com alta resolução de imagens topográficas de células intactas, assim como, medidas de eventos moleculares sob condições fisiológicas [LEHENKARI, et al., 2000]. Nos dias de hoje a técnica de AFM é largamente utilizada em pesquisa e desenvolvimento de biomateriais [CHENG; TEOH, 2004]. Para caracterizar a formação dos filmes de PAG e obter informações em sua arquitetura, medidas de microscopia de força atômica foram escolhidas no modo tap. O modo MAC AFM é uma técnica que permite a visualização das moléculas que são depositadas na superfície do eletrodo por interações suaves.
A obtenção das imagens sobre a topografia de amostras através da técnica de AFM envolve um cantilever longo com tamanho entre 100 - 200 μm que possui uma ponta (tip) que mantém contato com a amostra numa área de alguns nanômetros quadrados. Esse tip varre a superfície da amostra para frente e para trás capturando informações sobre a topografia. A Figura 20 mostra o princípio da obtenção de imagens por AFM.
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Figura 20 - Princípio da obtenção de imagens pela técnica de microscopia de força atômica (AFM) [Research Equipment and Services, 2006].
O tip é constituído por um material piezelétrico o qual altera a posição do cantilever, dependendo da topografia da amostra, mantendo constante sua curvatura. Um feixe de laser é refletido sobre o cantilever para o fotodetector, o qual detecta a dobra do cantilever. Esse sinal captado pelo fotodetector é o que resulta na formação da imagem topográfica da amostra.
As imagens de AFM foram investigadas no intuito de observar a formação e as características morfológicas dos filmes obtidos no ECV seguindo os três procedimentos, MONO, PAG e PAG:GLU, descritos na parte experimental.
As imagens de AFM obtidas no ECV (Figura 21A) e após modificação (Figura 21B-D) pelos diferentes métodos de formação dos filmes do poliaminoácido são mostradas na Figura 21.
O ECV modificado pela eletropolimerização do monômero ácido glutâmico permite a formação de um filme fino de PAG na superfície eletródica. De fato as imagens de AFM demonstram que o filme MONO apresenta uma topografia granular fina, Figura 21B, com irregularidades características do ECV convencional ainda visíveis.
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Figura 21 - Imagens topográficas de AFM da superfície do ECV antes (A) e após
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Provavelmente os filmes gerados pela eletropolimerização do monômero (YU; CHEN, 1997a,1997b/ZHANG; LIN, 2001a) são formados pela oxidação eletroquímica do grupo amina e seu radical cátion correspondente como discutido previamente. Deste modo, as moléculas do aminoácido são imobilizadas na superfície do eletrodo individualmentes devido à ligação carbono-nitrogênio, como mostra o Esquema 3. Para comprovar que a eletrooxidação do ácido glutâmico pode levar a sua imobilização sobre a superficie eletródica, Zhang e Lin (2001a) realizaram medidas de espectroscopia de fotoelétrons induzida por raio-X (XPS) na superfície do ECV monitorando a mudança no conteúdo de nitrogênio em função da voltagem. Os resultados mostraram que a oxidação da amina funcionalizada pode imobilizar o ácido glutâmico na superfície do ECV.
Ao contrário do que foi observada para o ECV com o filme MONO, a formação de filmes espessos e visíveis foram obtidos pela evaporação de solução de PAG e mistura de PAG:GLU sobre ECV, Figura 21C-D.
O filme de PAG:GLU sobre ECV apresenta uma morfologia muito uniforme e lisa, com poros largos bem definidos, de 80 a 180 nm de largura e de 70 a 150 nm de profundidade, Figura 21D. Embora este filme tenha apresentado uma melhor aderência sobre ECV, a presença de largos poros na superfície pode causar menor retenção do analito.
O ECV com filme de PAG apresenta-se espesso e enovelado, Figura 21C, com morfologia uniforme e com poros muito pequenos que poderiam permitir o encapsulamento das moléculas do analito no filme. Este efeito é bem visualizado em eletrodo de grafite pirolítico altamente orientado, no qual a imagem de AFM sem modificação é demonstrada na Figura 22.
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O eletrodo de HOPG é extremamente liso, inerte no ar e tem a facilidade na limpeza de seu plano basal, permitindo uma melhor avaliação das características morfológicas sobre sua superfície eletródica. Comparativamente, para uma superfície com área de 1000 x 1000 nm2, o ECV tem uma média de rugosidade por
raiz quadrada de 2,10 nm, enquanto a superfície do HOPG tem uma rugosidade menor que 0,06 nm (BRETT; CHIORCEA, 2003). Diante disto a morfologia do filme de PAG sobre o HOPG foi analisada, conforme imagens mostradas na Figura 23.
Figura 23 - Imagens topográficas de AFM do HOPG modificado com filme PAG.
A alta resolução das imagens de AFM obtidas para o filme PAG gerado pelo depósito da solução seguido da evaporação a temperatura ambiente na superfície do HOPG, Figura 23A, mostra claramente um filme espesso, formado por uma cadeia polimérica nanoestruturadas, Figura 23B. Esta cadeia nanoestruturada de PAG densamente empacotada causa maior efeito na incorporação do analito e contra-íons dentro do filme quando imerso em solução, uma característica muito útil para aplicações práticas do ECV modificado com o filme PAG.
A relação dos diferentes procedimentos adotados na contrução dos ECVs com filmes do poliaminoácido na aplicabilidade dos mesmos foi investigada também por EIS, buscando correlacionar com as medidas voltamétricas e de AFM.
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