Polímero ionicamente impresso poli(aliltiourea) com acesso restrito suportado em nanotubos de carbono para pré-concentração de íons chumbo

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dc.contributor.advisorTarley, César Ricardo Teixeira
dc.contributor.authorBertoldo, Letícia Alana
dc.contributor.bancaMatos, Roberto de
dc.contributor.bancaDall’Antonia, Luiz Henrique
dc.contributor.bancaPereira, Arnaldo César
dc.contributor.bancaSilva, Bruno José Gonçalves da
dc.coverage.extent171 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2026-08-25T18:21:37Z
dc.date.available2026-08-25T18:21:37Z
dc.date.issued2024-04-12
dc.description.abstractO desenvolvimento de novos adsorventes em ciências de separação de íons metálicos tem sido amplamente investigado nos últimos anos. Ênfase é dada na obtenção de materiais adsorventes com elevada seletividade, capacidade adsortiva e, principalmente, tratando de fluídos biológicos, capazes de excluir macromoléculas. Portanto, procedimentos de digestão ácida das amostras podem ser evitados. Estudos recentes têm reportado que polímeros ionicamente impressos com acesso restrito (IIP-RAM) podem, em parte, atender essas características, pois evitam a adsorção de macromoléculas. Entretanto, apresentam notável diminuição na seletividade. Assim, este trabalho teve como principal objetivo avaliar a síntese de poli(aliltiourea-ATU) ionicamente impressa (IIP) contendo 1,2-piridilazo-naftol (PAN) como agente complexante auxiliar, suportado sobre nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) via reação radicalar controlada iniferter (IIP-PANMWCNT), para pré-concentração de Pb2+ e simultânea exclusão de proteína. Os agentes modificadores 2-hidroxietil metacrilato (HEMA) e albumina soro bovina (BSA) foram inseridos no processo de obtenção do IIP e avaliados para exclusão de BSA, proteína modelo no estudo. Os materiais sintetizados foram caracterizados por espectroscopia ATR-FTIR e RAMAN, difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura (SEM) e transmissão (TEM), análise termogravimétrica (TGA), ponto de carga zero e ângulo de contato. Os estudos de pré-concentração, realizados usando a extração em fase sólida dispersiva em seringa (ISd-SPE) assistida por ultrassom foram realizados em seringas de polipropileno contendo 50,0 mg do adsorvente e 10,0 mL de solução de Pb2+ 20,0 ugL-1, em pH 6,00 e tampão acetato/ácido acético. Os resultados da pré-concentração demonstraram a relevância do PAN, MWCNT e ATU na síntese, atribuindo melhor desempenho ao IIP-PANMWCNT e IIP-PAN-BSAMWCNT, ao passo que a inserção de HEMA interferiu negativamente na pré-concentração dos íons Pb2+. Além disso, observou-se uma melhoria considerável na adsorção de Pb2+ realizando a extração com o auxílio do ultrassom. Um importante resultado observado é que o IIP-PANMWCNT apresentou igual perfil de adsorção de íons Pb2+ na ausência e presença de BSA em solução mesmo sem a inserção de BSA. Portanto, evidenciando sua capacidade de excluir a BSA e adsorver Pb2+ com seletividade simultaneamente, conforme demonstrado pelos coeficientes de seletividade. Ao se empregar o IIP-PAN-BSAMWCNT, a adsorção de Pb2+ na ausência de BSA foi superior àquela na sua presença, indicando exclusão dos íons Pb2+ juntamente à BSA. Assim, nesta tese é apresentada a síntese de um IIP seletivo com acesso restrito sem a necessidade do uso de agentes modificadores, como HEMA e BSA. O método de pré-concentração usando a técnica TS-FF-AAS, apresentou limite de detecção de 0,25 µg L-1 sendo aplicado em amostras de leite com etapas mínimas de preparo de amostra (ajuste de pH, diluição e filtração), fazendo uso de curva analítica com calibração externa.
dc.description.abstractother1The development of new adsorbents in metal ion separation sciences has emerged in recent years. The high selectivity, adsorptive capacity, and macromolecule exclusion are essential to obtaining an adsorbent for biological fluids analysis, aiming to avoid acid digestion procedures. The restricted access-chemically imprinted polymers are worthy and applicable despite being little explored. In addition, the effect of modifying agents on chemical imprinting has not yet been investigated, especially concerning metal ions. Therefore, this research evaluated the performance of a poly(allylthiourea-ATU) ion-imprinted polymer (IIP) grafted on multi-walled carbon nanotubes (MWCNT), obtained iniferter controlled synthesis for Pb2+ preconcentration and concomitantly bovine serum albumin (BSA) exclusion. Also, were evaluated the effect of 1,2-pyridyl azo-naphthol (PAN), 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), and bovine serum albumin (BSA) as IIP-modifying agents to exclude BSA. For characterization, ATR-FTIR and RAMAN spectroscopy, X-ray diffractogram, scanning and transmittance microscopy, thermogravimetric analysis, zero-point charge, and contact angle. The preconcentration studies were carried out using the in-syringe dispersive solid phase extraction in polypropylene syringes of 20 mL containing 50.0 mg of the adsorbent and 10.0 mL of a 20.0 ug L-1 Pb2+ solution, pH 6.00 and H3CCOOH/H3CCOO- buffer. The preconcentration results pointed to the crucial role of PAN, MWCNT, and ATU in the synthesis, assigning the IIP-PANMWCNT and IIP-PAN-BSAMWCNT the best performance. Meantime, HEMA decreases the sorbent preconcentration. Furthermore, ultrasound-assisted extraction improves Pb2+ adsorption. What stands out is the ability of IIP-PANMWCNT to adsorb Pb2+ ions without interference in the presence of BSA and exclude it simultaneously, even without a hydrophilic co-monomer nether BSA covering, with selectivity, as shown by selectivity coefficients. In addition, the IIP-PAN-BSAMWCNT exhibits higher Pb2+ adsorption in the absence of BSA, showing that BSA insertion avoids protein adsorption onto the adsorbent surface while decreasing Pb2+ adsorption. Therefore, this thesis demonstrates the possibility of synthesizing a selective IIP-RAM without modifier agents, such as HEMA and BSA. Another remarkable outcome is the limit of detection of 0.25 µg L-1, and satisfactory application for Pb2+ ions determination in milk samples by minimal pretreatment steps (pH adjustment, dilution, and filtration) using an external analytical curve.
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/19584
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCE - Departamento de Química
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Química
dc.subjectIniferter
dc.subjectMaterial de acesso restrito
dc.subjectPolímero ionicamente impresso
dc.subjectÍons Pb2+
dc.subjectPolímeros impressos
dc.subjectÍons metálicos
dc.subjectMacromoleculas
dc.subjectNanotubos de carbono de paredes múltiplas
dc.subjectQuímica analítica
dc.subject.capesCiências Exatas e da Terra - Química
dc.subject.cnpqCiências Exatas e da Terra - Química
dc.subject.keywordsIniferter
dc.subject.keywordsRestricted-access material
dc.subject.keywordsIon-imprinted polymer
dc.subject.keywordsPb2+ ions
dc.subject.keywordsPrinted polymers
dc.subject.keywordsMetal ions
dc.subject.keywordsMacromolecules
dc.subject.keywordsMultiwalled carbon nanotubes
dc.subject.keywordsChemistry, Analytic
dc.titlePolímero ionicamente impresso poli(aliltiourea) com acesso restrito suportado em nanotubos de carbono para pré-concentração de íons chumbo
dc.title.alternativeRestricted access-ion-imprinted polymer poly(alylthiourea) grafted on carbon nanotubes to Pb preconcentration
dc.typeTese
dcterms.educationLevelDoutorado
dcterms.provenanceCentro de Ciências Exatas

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