Título: ESTUDO DE PARÂMETROS ELETROQUÍMICOS UTILIZANDO A LEVEDURA SACCHAROMYCES CEREVISIAE PARA DETECÇÃO DE ARSÊNIO POR MEIO DA VOLTAMETRIA CÍCLICA
Título alternativo: STUDY OF ELECTROCHEMICAL PARAMETERS USING SACCHAROMYCES CEREVISIAE YEAST FOR ARSENIC DETECTION THROUGH CYCLIC VOLTAMMETRY
Autoria de: Leonardo de Castro Silva
Orientação de: Adelir Aparecida Saczk
Coorientação de: Matheus Julien Ferreira Bazzana, Tatiana Ramos Cardoso
Presidente da banca: Adelir Aparecida Saczk
Primeiro membro da banca: Tatiana Cardoso e Bufalo
Segundo membro da banca: Matheus Julien Ferreira Bazzana
Terceiro membro da banca: Thiago Carvalho Ribeiro
Palavras-chaves: levedura, metais pesados, Biossensor, técnicas eletroanalíticas, Sensor eletroquímico
Data da defesa: 14/12/2023
Semestre letivo da defesa: 2023-2
Data da versão final: 18/12/2023
Data da publicação: 18/12/2025
Referência: Silva, L. d. C. ESTUDO DE PARÂMETROS ELETROQUÍMICOS UTILIZANDO A LEVEDURA SACCHAROMYCES CEREVISIAE PARA DETECÇÃO DE ARSÊNIO POR MEIO DA VOLTAMETRIA CÍCLICA. 2023. 37 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.
Resumo: A Saccharomyces cerevisiae, uma levedura unicelular eucariótica não patogênica, desempenha um papel fundamental na história da biologia e da indústria de alimentos e bebidas. Diversos esforços e pesquisas na área científica e tecnológica têm sido empreendidos para avançar nos campos da engenharia de biotecnologia, buscando atender às demandas complexas de análise ou medição de analitos em soluções. O biossensoriamento é o processo que emprega materiais de origem biológica, como enzimas, células, tecidos animais ou vegetais, entre outros. Esses componentes biológicos são combinados com transdutores, dispositivos que convertem a informação aferida em um sinal elétrico mensurável. Esse sinal é proporcional à magnitude ou frequência do analito-alvo, sendo fundamentalmente equivalente ao objetivo de produzir um sinal eletrônico proporcional. A camada que reconhece e interage com o analito, permitindo sua identificação, é denominada biocamada, sendo está a constituinte essencial dos biossensores. As vantagens dos biossensores em relação às técnicas convencionais vão além da sensibilidade e seletividade, abrangendo a capacidade geralmente dispensável de um elaborado pré-tratamento da amostra, rapidez nas análises e gastos mínimos de reagentes. A identificação de metais pesados é de extrema importância devido aos impactos significativos que esses elementos podem ter na saúde humana, no meio ambiente e na indústria. Metais pesados, juntamente com pesticidas e nutrientes, são considerados poluentes significativos devido aos danos adversos que podem causar aos organismos vivos, além da possibilidade de bioacumulação. O uso de eletrodo de pasta de carbono modificado com Saccharomyces cerevisiae, pode aumentar a sensibilidade e resposta eletroanalítica do método, pois esse material possui propriedades adsortivas. Assim, este trabalho objetiva o desenvolvimento de um sensor eletroquímico de pasta de carbono modificado com Saccharomyces cerevisiae utilizando voltametria cíclica para a identificação de arsênio. Para a otimização das melhores condições do método para analisar o arsênio, foi definida janela de potencial variando de 1,0 a 1,8 V. O pH da solução do eletrólito de suporte foi 7 e a proporção da pasta para o eletrodo de trabalho foi de 60 (mm) de grafite em pó, 20 (mm) de óleo mineral e para o modificador foi 20 (mm) de Saccharomyces. A velocidade de varredura avaliada foi a de 100 mVs-1 e a concentração da solução de arsênio estudada foi de 1,0x10-1 mol L-1. Nestes parâmetros otimizados, não foi possível detectar o arênio utilizando a levedura Saccharomyces cerevisiae por voltametria cíclica. O método não apresentou uma resposta com valor de potencial de corrente considerável para a análise de arsênio. Sendo assim, este estudo precisa ser mais aprofundado para a determinação de arsênio pela técnica voltametria cíclica e outras técnicas voltamétricas mais sensíveis, no entanto, com os parâmetros estudados, são possíveis definir novas perspectivas para que o biossensor seja desenvolvido.
Abstract: Saccharomyces cerevisiae, a non-pathogenic unicellular eukaryotic yeast, plays a fundamental role in the history of biology and the food and beverage industry. Various efforts and research in the scientific and technological fields have been undertaken to advance the areas of biotechnology engineering, aiming to meet the complex demands of analyte analysis or measurement in solutions. Biosensing is the process that employs biological materials such as enzymes, cells, animal or plant tissues, among others. These biological components are combined with transducers, devices that convert the measured information into a measurable electrical signal. This signal is proportional to the magnitude or frequency of the target analyte, fundamentally equivalent to the goal of producing a proportional electronic signal. The layer that recognizes and interacts with the analyte, allowing its identification, is called the biolayer, being the essential constituent of biosensors. The advantages of biosensors over conventional techniques go beyond sensitivity and selectivity, encompassing the generally dispensable ability for elaborate sample pre-treatment, rapid analysis, and minimal reagent expenses. The identification of heavy metals is of utmost importance due to the significant impacts these elements can have on human health, the environment, and industry. Heavy metals, along with pesticides and nutrients, are considered significant pollutants due to the adverse effects they can cause to living organisms, in addition to the possibility of bioaccumulation. The use of a carbon paste electrode modified with Saccharomyces cerevisiae can enhance the sensitivity and electroanalytical response of the method, as this material possesses adsorptive properties. Thus, this study aims to develop a Saccharomyces cerevisiae-modified carbon paste electrochemical sensor using cyclic voltammetry for arsenic identification. For the optimization of the best conditions of the method to analyze arsenic, a potential window ranging from 1.0 to 1.8 V was defined. The pH of the supporting electrolyte solution was 7, and the paste-to-working electrode ratio was 60 (ww) graphite powder, 20 (ww) mineral oil, and 20 (ww) Saccharomyces for the modifier. The evaluated scan rate was 100 mVs????¹, and the concentration of the arsenic solution studied was 1.0x10????¹ mol L????¹. Under these optimized parameters, it was not possible to detect arsenic using Saccharomyces cerevisiae through cyclic voltammetry. The method did not present a response with a considerable current potential value for arsenic analysis. Therefore, this study needs to be further explored for arsenic determination using cyclic voltammetry and other more sensitive voltammetric techniques. However, with the parameters studied, new perspectives can be defined for the development of the biosensor.
URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.
Curso: G021 - QUÍMICA (BACHARELADO)
Nome da editora: Universidade Federal de Lavras
Sigla da editora: UFLA
País da editora: Brasil
Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso
Nome da língua do conteúdo: Português
Código da língua do conteúdo: por
Licença de acesso: Acesso aberto
Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras
URI da licença: repositorio.ufla.br
Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br
Detentores dos direitos autorais: Leonardo de Castro Silva e Universidade Federal de Lavras
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