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Tipo: Tese
Título : Chemical sensing using carbon quantum dots for the detection of cobalt and cyanide ions
Título en inglés: Chemical sensing using carbon quantum dots for the detection of cobalt and cyanide ions
Autor : Oliveira, José Joelson Pires
Tutor: Fechine, Pierre Basílio Almeida
Palabras clave en portugués brasileño: Pontos quânticos de carbono;Sensoriamento químico;Fluorescência
Palabras clave en inglés: Carbon quantum dots;Chemical sensing;Fluorescence
Áreas de Conocimiento - CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Fecha de publicación : 2024
Citación : OLIVEIRA, José Joelson Pires. Chemical sensing using carbon quantum dots for the detection of cobalt and cyanide ions. 2024. Tese (Doutorado em Engenharia e Ciências de Materiais). Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
Resumen en portugués brasileño: Pontos Quânticos de Carbono (CQDs) são nanopartículas fluorescentes, biocompatíveis, com baixa toxicidade e com estrutura repleta de grupos superficiais hidrofílicos que garantem sua boa dispersibilidade em água. Todas essas propriedades fazem deste nanomaterial um excelente candidato para aplicações em sensoriamento químico, utilizando sua fluorescência como sinal de resposta. Nesta tese, várias estratégias de sensoriamento são descritas tal como sensoriamento turn-off, onde a fluorescência dos CQDs é suprimida pela adição do analito Co 2+ ; sensor colorimétrico, baseado na absorbância dos CQDs/Co 2+ a 315 nm; sensoriamento turn- off/turn-on, onde íons Fe 3+ suprimem a fluorescência dos CQDs, mas o sinal é recuperado pela adição do analito CN − ; e sensor array, o qual utiliza algorítmos de análise multivariada (ferramentas quimiométricas), tal como análise de componentes principais (PCA) e análise linear discriminante (LDA), com intuito de discriminar sinais analíticos como em uma impressão digital. Os resultados apresentados neste trabalho demonstram a capacidade e a versatilidade dos CQDs ao funcionarem como nanosondas fluorescentes sensíveis, capazes de detectar íons Co 2+ em amostra real de plasma sanguíneo com recuperação de sinal de 100,94%, íons CN − em amostral real de água da torneira com recuperação de 94,8% e discrimanar com 100% de acurácia (baseado em LDA) diferentes espécies presentes em formulações de biscoito, incluindo glúten. Assim, esta pesquisa busca divulgar os CQDs como sensores químicos alternativos, contribuindo no estabelecimento de um método padrão para a detecção de ions Co 2+ e no campo de segurança alimentar, quantificando íons CN − e detectando glúten.
Abstract: Carbon Quantum Dots (CQDs) are fluorescent, biocompatible nanoparticles, with low toxicity and a structure full of hydrophilic surface groups that guarantee their good dispersibility in water. All these properties make this nanomaterial an excellent candidate for applications in chemical sensing, using its fluorescence as a response signal. In this thesis, several sensing strategies are described such as turn-off sensing, where the fluorescence of CQDs is quenched by the addition of the Co2+ analyte; colorimetric sensor, based on the absorbance of CQDs/Co2+ at 315 nm; turn-off/turn-on sensing, where Fe3+ ions quench the fluorescence of CQDs, but the signal is recovered by the addition of the CN− analyte; and sensor array, which uses multivariate analysis algorithms (chemometric tools), such as principal component analysis (PCA) and linear discriminant analysis (LDA), in order to discriminate analytical signals as in a fingerprint. The results presented in this work report the capacity and versatility of CQDs by functioning as sensitive fluorescent nanoprobes, capable of detecting Co2+ ions in a real sample of blood plasma with recovery of 100.94%, CN− ions in a real sample of tap water with recovery of 94.8% and discriminating with 100% of accuracy (based on LDA) different species present in biscuit formulations, including gluten. Thus, this research promotes CQDs as alternative chemical sensors, contributing to the establishment of a standard method for detecting Co2+ ions and in the field of food safety, quantifying CN−and detecting gluten.
URI : http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78537
ORCID del autor: https://orcid.org/0000-0003-0139-6564
Lattes del autor: http://lattes.cnpq.br/34515149254333
ORCID del tutor: https://orcid.org/0000-0002-7822-2354
Lattes del tutor: http://lattes.cnpq.br/1184349463710551
Derechos de acceso: Acesso Aberto
Aparece en las colecciones: DEMM - Teses defendidas na UFC

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