4.1 MODIFICAÇÃO DE ELETRODOS DE OURO IMPRESSO PELA ADIÇÃO DIRETA DE POLI-HISTIDINA (SPGE/PH)

Paralelamente aos estudos realizados com os SPCE, foram avaliados os SPGE modificados. Para isso, um procedimento baseado na adição direta de PH na superfície eletródica foi adotado.

A resposta dos eletrodos preparados foi avaliada através do registro de voltamogramas cíclicos, em solução de KCl 0,1 mol L-1 ajustada em pH 7,0, na presença de 1,0 x 10-3 mol L-1 de ferricianeto de potássio. Os resultados foram comparados com aqueles obtidos utilizando o SPGE não modificado, nas mesmas condições experimentais. A Figura 34 apresenta os voltamogramas cíclicos para a redução do par Fe(III)/Fe(II), em KCl 0,1 mol L-1, sobre eletrodos de SPGE modificados por adição direta e não recobertos.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0

B

A

I /

A

E / V vs. Ag/AgCl

Figura 34: Voltamogramas cíclicos obtidos em solução de KCl 0,1 mol L-1 (pH 7,0),

contendo 1,0 x 10-3 mol L-1de K3[Fe(CN)6], para os SPGE não modificado (curva A) e modificado (curva B).

A redução do par [Fe(CN)6]3- para [Fe(CN)6]4-, sobre o eletrodo de ouro impresso não modificado, apresentou um pico bem definido em Ep= 0,18 V, além de um pico de oxidação na varredura reversa em 0,29 V. Este último é referente à

M.F. Bergamini Resultados e discussões 88

oxidação do par [Fe(CN)6]4-/[Fe(CN)6]3- (Figura 34-A). Sobre o eletrodo modificado por filmes de PH (Figura 34-B), observou-se um aumento na intensidade da corrente de pico, para ambos os processos redox, quando comparados ao eletrodo não modificado. Uma diminuição na diferença entres os potenciais de pico Epa-Epc (120 mV para o eletrodo não modificado e 90 mV para o eletrodo modificado) também foi verificada. Um comportamento semelhante foi encontrado para outros poliaminoácidos, como poli-L-lisina [24]. Anson et al [25] verificaram que filmes de poli-L-lisina promoviam a melhor definição do sinal de oxidação do complexo Co(C2O4)33-, sobre eletrodos de carbono pirolítico. Esse efeito foi atribuído a facilidade de transferência eletrônica. A existência de um excesso de cargas positivas na camada do poliaminoácido, devido à presença dos grupamentos amínicos protonados da poli-L-lisina, promovia a atração eletrostática de íons carregados negativamente. A conseqüente incorporação do analito ao filme modificador, permitia sua em estado adsorvido à superfície eletródica e melhorava a transferência eletrônica entre as espécies incorporadas e o eletrodo.

Visando testar a retenção das espécies de ferricianeto no filme de PH, medidas ciclo voltamétricas foram realizadas, comparando o desempenho de carregamento do analito na superfície, através da transferência do eletrodo submetido à pré-concentração para uma solução de eletrólito de suporte. Os eletrodos de SPGE não modificado e modificados, foram deixados na solução de ferricianeto durante 1 min. Em seguida, foram lavados com eletrólito suporte e submetidos a condições de voltametria cíclica, em solução contendo apenas o eletrólito suporte. Os voltamogramas obtidos para o eletrodo não modificado não apresentaram processos redox, quando ciclados entre 0,45 V e 0,0 V (vs. Ag/AgCl). Isso sugere que não existe a incorporação de ferricianeto na superfície do eletrodo de ouro não modificado. Em contraste, o SPGE modificado pela adição direta de PH, apresentou um comportamento muito diferente, o qual pode ser verificado na Figura 35.

M.F. Bergamini Resultados e discussões 89 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 -0,5 0,0 0,5 1,0 v = 50 mV s-1

E / V vs. Ag/AgCl

I /

P

A

Figura 35: Voltamograma cíclico obtido para o SPGE modificado pela adição direta

de PH, em solução de KCl 0,1 mol L-1 (pH 7,0).

Como pode ser verificado, ambos os sinais atribuídos ao par [Fe(CN)6]4- /[Fe(CN)6]3- são observados com excelente repetitividade. Estes resultados suportam a existência da incorporação do [Fe(CN)6]3- no interior do filme de PH, o qual é retido na superfície. Analisando os valores de pKa, descritos na literatura para o aminoácido histidina [40], verifica-se que este apresenta três sítios que possuem equilíbrios envolvendo prótons, o grupo D-COOH (pKa1 = 1,8), o grupo imidazol (pKa2 = 6,0), e o grupo NH2 (pKa3 = 9,2), onde o grupo imidazol é maioria na molécula polimerizada de PH, que apresenta pKa de 6,0. Isto indica que os grupamentos imidazóis presentes no poliaminoácido permanecem protonados, até concentrações de H+ próximas ao pH neutro, conferindo ao filme um excesso de carga positiva, que é responsável pela incorporação das espécies carregadas negativamente, como o ânion ferricianeto.

A Figura 36 apresenta a estabilidade da resposta voltamétrica, após a primeira varredura realizada em eletrólito suporte, sem mudança do filme ou lavagem do filme entre as medidas.

M.F. Bergamini Resultados e discussões 90 1º 2º 3º 4º 5º 10º 15º 20º 30º 40º 50º -0,6 -0,3 0,0 0,3 0,6

B

I

/

P

A

n

de ciclos

A

Figura 36: Variação da corrente de pico, anódica (A) e catódica (B), obtida para o

SPGE/PH, em função do número de ciclos realizados.

As varreduras cíclicas de potencial, realizadas consecutivamente em eletrólito suporte (Figura 36), revelaram que existe uma diminuição nas intensidades das correntes de pico, para ambos os processos observados, com um sinal voltamétrico desprezível após 50 ciclos. Esses resultados sugerem que provavelmente durante as varreduras existe uma lixiviação sucessiva do material incorporado ao filme polimérico para o interior da solução ou a perda do próprio filme. Para investigar este comportamento, o eletrodo de SPGE/PH foi lavado e novamente submetido a condições de voltametria cíclica, em solução de KCl 0,1 mol L-1, ajustada em pH 7,0, contendo 1,0 x 10-3 mol L-1 de ferricianeto de potássio. O voltamograma cíclico foi registrado e comparado ao eletrodo sem modificação, nas mesmas condições experimentais, conforme pode ser visualizado na Figura 37.

M.F. Bergamini Resultados e discussões 91 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 -0,5 0,0 0,5

B

A

I /

P

A

E / V vs. Ag/AgCl

Figura 37: Voltamogramas cíclicos obtidos em solução de KCl 0,1 mol L-1 (pH 7,0),

contendo 1,0 x 10-3 mol L-1de K3[Fe(CN)6], para os SPGE não modificado (curva A) e modificado (curva B).

Diferente do comportamento reportado na Figura 34, a Curva B indica que o voltamograma obtido para o SPGE/PH, após ter sido ciclado em solução de ferricianeto de potássio, lavado, ciclado em solução de eletrólito suporte e novamente ciclado em solução contendo ferricianeto, foi semelhante ao obtido para o SPGE não modificado. Isso demonstra que o SPGE/PH não apresenta estabilidade suficiente para ser utilizado repetidamente, uma vez que não se observa apenas a lixiviação do analito, mas também a perda do próprio filme modificador. Baseado nisso, pode-se concluir que o filme de PH não apresenta uma boa aderência sobre o eletrodo de ouro impresso, utilizando o procedimento de adição direta do poliaminoácido sobre a superfície eletródica.

M.F. Bergamini Resultados e discussões 92

IV.4.2- MODIFICAÇÃO DE ELETRODOS DE OURO IMPRESSO POR FILMES DE