Sensor eletroquímico à base de carbeto de nióbio bidimensional para determinação de cloranfenicol

Abstract

A determinação de poluentes emergentes, como os antibióticos, é uma questão amplamente discutida e necessária em diversas matrizes ambientais, uma vez que essas substâncias podem apresentar toxicidade devido aos seus efeitos colaterais. Nesse contexto, o cloranfenicol (CAP), um antibiótico bacteriostático cuja exposição prolongada, mesmo em concentrações relativamente baixas, pode levar a quadros graves de pancitopenia em humanos, além de gerar subprodutos tóxicos para algas verdes. Dessa forma, o monitoramento dessa substância em corpos d’água torna-se essencial para a manutenção da saúde pública e para a conservação dos ecossistemas aquáticos. Assim, o presente estudo propôs o desenvolvimento de um sensor eletroquímico para a detecção de CAP baseado em eletrodo de carbono vítreo (GCE) modificado com carbeto de nióbio bidimensional (MXene Nb₄C₃Tx), o qual apresentou estruturas fissuradas identificadas em análises morfológicas. Este material propôs uma melhora na performance do sensor quando comparado ao GCE não modificado, evidenciado nos estudos de caracterização e no comportamento eletroquímico do CAP. A solução tampão McIlvaine em pH 5,0 foi selecionada como eletrólito de suporte. Variando a velocidade de varredura na voltametria cíclica, estimou-se que a reação de redução do CAP sobre o sensor ocorreu através da transferência de 4 elétrons e 2 prótons por molécula. Para a otimização do método analítico sensível ao CAP, selecionou-se a voltametria de pulso diferencial, sendo seus parâmetros otimizados em: potencial de pulso de 110 mV; tempo de duração do pulso de 1 ms; tempo de intervalo entre pulsos de 50 ms; incremento de potencial de 5 mV. Esses resultados evidenciam o potencial dos MXenes à base de nióbio no campo de eletroanálise de antibióticos, sendo promissores para aplicações em matrizes aquáticas.