Síntese de nanopartículas metálicas utilizando extratos vegetais e aplicação na construção de eletrodos modificados

Abstract

A nanotecnologia é uma área em ascensão, com destaque para as nanopartículas metálicas (MNPs) devido à sua elevada área superficial, propriedades condutoras e eletrocatalíticas. Contudo, os métodos sintéticos convencionais são frequentemente prejudiciais ao meio ambiente. Diante disso, este trabalho buscou uma abordagem de síntese verde, utilizando extratos etanólicos das folhas de Thuja orientalis (cedrinho - CED) e Eugenia uniflora L (pitangueira-PIT). O objetivo principal foi sintetizar nanopartículas de ouro (AuNPs) e prata (AgNPs), utilizando os extratos como agentes redutores e estabilizantes. A síntese das nanopartículas foi otimizada e os materiais caracterizados por diversas técnicas, incluindo UV-Vis, FTIR, MEV, DLS, potencial Zeta, compostos fenólicos totais, flavonoides totais, DPPH e FRAP. As AuNPs-CED e AuNPs-PIT obtidas mostraram-se esféricas, com raios hidrodinâmicos de 24,79 nm e 19,37 nm e estabilidades de -39,9 mV e -36,8 mV, respectivamente. Por outro lado, as AgNPs-CED e AgNPs-PIT apresentaram respectivamente tamanhos de 20,11 nm e 38,51 nm, com estabilidades de -33,5 mV e -30,0 mV. As nanopartículas foram aplicadas na modificação de eletrodos de carbono cerâmico (ECC) e eletrodos de pasta de carbono (EPC). Enquanto nos ECCs a modificação não aumentou as correntes de pico e elevou a resistência à transferência de carga (Rct), a incorporação das AuNPs nos EPCs resultou no aumento das correntes de pico e na redução dos valores de Rct. Os EPCs modificados com AuNPs-CED e AuNPs-PIT foram, então, aplicados na detecção dos analitos dopamina (DOPA) e prometazina (PMTZ). Para a detecção de dopamina, o EPC/AuNPs-PIT apresentou os resultados mais promissores, com limite de detecção (LOD) de 0,006 μmol/L e limite de quantificação (LOQ) de 0,17 μmol/L. Na detecção de prometazina, o EPC/AuNPs-CED obteve LOD e LOQ de 0,013 μmol/L e 0,04 μmol/L, respectivamente. Os resultados demonstram a eficácia dos extratos de CED e PIT na síntese de nanopartículas, especialmente as AuNPs. A modificação dos eletrodos de pasta de carbono com as AuNPs sintetizadas mostrou-se uma abordagem promissora para a determinação eletroquímica de DOPA e PMTZ com alta sensibilidade

Nanotechnology is a growing field, with special emphasis on metallic nanoparticles (MNPs) due to their high surface area, conductive properties, and electrocatalytic behavior. However, conventional synthetic methods are often harmful to the environment. In this context, this work aimed at a green synthesis approach using ethanolic extracts from the leaves of Thuja orientalis (cedrinho – CED) and Eugenia uniflora L. (pitangueira – PIT). The main objective was to synthesize gold nanoparticles (AuNPs) and silver nanoparticles (AgNPs), using the extracts as reducing and stabilizing agents. The nanoparticle synthesis was optimized, and the materials were characterized through several techniques, including UV-Vis, FTIR, SEM, DLS, Zeta potential, total phenolic compounds, total flavonoids, DPPH, and FRAP. The obtained AuNPs-CED and AuNPs-PIT were spherical, with hydrodynamic radii of 24.79 nm and 19.37 nm, and zeta potential values of -39.9 mV and -36.8 mV, respectively. On the other hand, AgNPs-CED and AgNPs-PIT showed sizes of 20.11 nm and 38.51 nm, with zeta potentials of -33.5 mV and -30.0 mV, respectively. The nanoparticles were applied in the modification of ceramic carbon electrodes (CCE) and carbon paste electrodes (CPE). While the modification of the CCEs did not enhance peak currents and increased charge transfer resistance (Rct), the incorporation of AuNPs into the CPEs resulted in an increase in peak currents and a reduction in Rct values. The CPEs modified with AuNPs-CED and AuNPs-PIT were then applied in the detection of the analytes dopamine (DOPA) and promethazine (PMTZ). For dopamine detection, the CPE/AuNPs-PIT electrode yielded the most promising results, with a limit of detection (LOD) of 0.006 μmol/L and a limit of quantification (LOQ) of 0.17 μmol/L. In the detection of promethazine, the CPE/AuNPs-CED electrode achieved an LOD of 0.013 μmol/L and an LOQ of 0.04 μmol/L. The results demonstrate the effectiveness of the CED and PIT extracts in nanoparticle synthesis, especially for AuNPs. The modification of carbon paste electrodes with the synthesized AuNPs proved to be a promising approach for the electrochemical determination of DOPA and PMTZ with high sensitivity.