Sensores eletroquímicos: considerações sobre mecanismos de funcionamento e aplicações no monitoramento de espécies químicas em ambientes microscópicos

Abstract

Recebido em 28/6/05; aceito em 18/1/06; publicado na web em 11/8/06 ELECTROCHEMICAL SENSORS: FUNDAMENTALS AND APPLICATIONS IN MICROENVIRONMENTS. Electrochemical sensors have attracted considerable attention in recent years because they provide data about the chemical state of our surroundings and the dynamics of the chemical transformations in the form a spatially resolved image. Particular interest has been directed to measurements in restricted-volume samples as new technologies enable the fabrication of miniaturized versions of sensors with reproducible characteristics. Taking these aspects into consideration, this review focuses on the use of electrodes of micrometer dimensions to acquire chemical information in microdomains in which concentrations may not be spatially homogeneous. This is possible because microelectrodes allow fast-response measurements with micrometer resolution to be performed. On the other hand, the use of microelectrodes as amperometric sensors presents an inherent drawback owing to the insufficient specificity toward the substrate of interest. Hence, some comments on strategies to enhance the selectivity of amperometric sensors are also made. Finally, recent applications of structurally microscopic electrodes as in vivo sensors are shown, as well as a prospect of the future trend in this field.Keywords: electrochemical sensors; microelectrodes; in vivo measurements. INTRODUÇÃO O atual panorama da EletroanalíticaAs técnicas eletroquímicas constituem-se em poderosa ferramenta para os químicos analíticos na resolução de seus problemas, especialmente por causa de algumas características vantajosas como a elevada sensibilidade das determinações, custo moderado e portabilidade [1][2][3] . A versatilidade das técnicas eletroquímicas também merece destaque visto que é possível controlar as reações eletródicas modificando a interface eletrodo-solução e selecionando-se criteriosamente o potencial aplicado à célula. A facilidade de automação em virtude da medição de sinais elétricos, a possibilidade de proceder à especiação de íons metálicos em certos casos e a "compatibilidade ambiental", pois o reagente empregado é o elétron, também consistem em aspectos que conferem aos métodos eletroanalíticos uma posição de destaque no contexto da Química Analítica.Inerentes às propriedades acima destacadas, aparecem aspectos desvantajosos das medições eletroquímicas, principalmente quando comparadas às efetuadas com técnicas espectroscópicas. Um dos problemas refere-se à interação do eletrodo com a amostra, que em muitos casos ocasiona perda ou irreprodutibilidade nas medidas. O conjunto de compostos passíveis de determinação eletroanalítica também é menos abrangente que no caso das técnicas espectroscópicas. Finalmente, deve-se destacar a natural aversão às técnicas eletroquímicas em razão do sofisticado e nem sempre muito bem compreendido processo heterogêneo de transferência de elétrons que ocorre na interface eletrodo-solução.No atual panorama da Eletroanalítica, pesquisas nas quais se utilizam detector...

Development of a Novel and Simple Electroanalytical Procedure for the Determination of Copper in Biofuel Employing a Sensor Based on Vulcan Functionalized with Carbazone

“…However, unfavorable situations may occur in which the interaction of electrode with the sample causes loss, low signal or irreproducible measurements. 18 Thus, it is necessary to develop materials that can act efficiently as electrode surfaces for the quantification of different species, with great selectivity, sensitivity and stability, similar to the case of metal ions.…”

“…However, unfavorable situations may occur in which the interaction of electrode with the sample causes loss, low signal or irreproducible measurements. 18 Thus, it is necessary to develop materials that can act efficiently as electrode surfaces for the quantification of different species, with great selectivity, sensitivity and stability, similar to the case of metal ions.Among the several types of carbon materials, the Vulcan XC-72R is mostly used as a support for fuel cells due to its high electrical conductivity, porous structure, large surface area and chemical reactivity. 19,20 This material has oxygenated surface groups that may be useful for the generation of thiosemicarbazones, which present important properties to form stable complexes with some metal cations.…”

Development and Application of Electrochemical Sensor Based on Molecularly Imprinted Polymer and Carbon Nanotubes for the Determination of Carvedilol

“…At this point, the analytical sciences play a key role, and among analytical techniques, electrochemical techniques are noteworthy [1]. This statement is justified due to some of its advantageous features, such as high sensitivity and selectivity, moderate cost, portability, rapid responses, possibility of system miniaturization, and analysis of complex matrices [2,3]. Nevertheless, the utilization of electrodes in their original form without adding any other component limits its use for sensitivity, stability, and many other reasons.…”

Imobilização da enzima glicose oxidase em filmes nanoestruturados para aplicação em biossensores

“…Os biossensores amperométricos são dispositivos mantidos em potencial fixo e que propiciam sinais de corrente proporcionais à concentração do analito, em função de processos eletroquímicos que ocorrem na interface eletrodo/solução (60). A corrente medida é uma função da presença em solução de uma substância eletroquimicamente ativa, cuja oxidação ou redução pode se dar na superfície do eletrodo de trabalho proporcionalmente à quantidade dessa substância em solução.…”