Deteção eletroquímica da norfloxacina e trimetoprim em amostras de urina utilizando polímero molecularmente impresso modificado e grafeno

A norfloxacina e o trimetoprim são dois antibióticos antibacterianos usados para o tratamento de infeções urinárias, intestinais e respiratórias. A maioria dos fármacos exige uma dosagem que garanta os níveis de segurança e eficácia de atuação. A necessidade de dosear os medicamentos e os seus metabolitos é assim um controlo imperioso e em muitos casos regular no tratamento de um paciente. Neste trabalho desenvolveram-se dois sensores eletroquímicos para a deteção da norfloxacina (NFX) e do trimetoprim (TMP), usando como superfície de suporte o carbono vítreo. A busca de novos materiais que conferiram maior seletividade e sensibilidade aos sistemas de deteção e por outro lado apresentem menores riscos para o paciente quando usados em dispositivos que permitam uma análise point-of-care, é especialmente importante e pode ser uma parte crucial do processo de decisão clínica. Assim, os polímeros molecularmente impresos enquadram-se nesse perfil e o seu uso tem vindo a ser cada vez mais avaliado. A impressão molecular é uma tecnologia capaz de produzir polímeros que incorporam as moléculas do analito e que após remoção por solventes específicos, permitem dotá-los de locais específicos de reconhecimento estereoquímico. A seleção do pirrol como polímero molecularmente impresso (MIP) permitiu construir com sucesso os sensores para doseamento dos antibióticos. A fim de aumentar a sensibilidade do método incorporou-se grafeno na superfície do elétrodo. Este material tem vindo a ser largamente utilizado devido às suas propriedades: estrutura molecular, condutividade elétrica e aumento da superfície são algumas das características que mais despertam o interesse para a sua aplicação neste projeto. Os sensores desenvolvidos foram incorporados em sistemas eletroquímicos. Os métodos voltamétricos aplicados foram a voltametria cíclica, a voltametria de onda quadrada e ainda a impedância. As condições de análise foram otimizadas no que respeita à polimerização do pirrol (concentração do polímero, número de ciclos de eletropolimerização e respetivos potenciais aplicados, tempo de incubação, solvente de remoção do analito), ao pH da solução do fármaco, à gama de concentrações dos antibióticos e aos parâmetros voltamétricos dos métodos de análise. Para cada um dos antibióticos um elétrodo não-impresso foi também preparado, usando o procedimento de polimerização mas sem a presença da molécula do analito, e foi usado como controlo. O sensor desenvolvido para o trimetoprim foi usado no doseamento do fármaco em amostras de urina. As amostras foram analisadas sem qualquer diluição, apenas foram centrifugadas para remoção de proteínas e algum interferente. Os sensores construídos apresentaram comportamento linear na gama de concentrações entre 102 e 107 mol/L. Os resultados mostram boa precisão (desvios padrão inferiores a 11%) e os limites de deteção foram de 8,317 e 1,307 mol/L para a norfloxacina e o trimetoprim, respetivamente. Para validação do método foram ainda efetuados ensaios de recuperação tendo obtido valores superiores a 94%.

The Norfloxacin and timethoprim are two antibactarial antibiotics used for treatement of urinary , intestinal and respiratory infections. The most of drugs require a dosage to ensure safety and e ectiveness levels of the performance. The necessity to dose drugs and their metabolites is thus a imperative control and in many instances in the treatment of a pacient. In this case study we developed two electrochemicals sensors to detect norfloxacina and timethoprim, using as support surface a glassy carbon. The search of the new materials that conferred great selectivity and sensibility to detection systems as well as less risks to the pacient when used in devices that allow analysis point-of-care, is specially important and can be a crucial part of clinical decision process. Thus, polymers that came of molecularly imprinted fits into this profile and their use has been incresingly evaluated. The molecular imprinting is a technology capable to produce polymers that incorporate molecules of analyte and after remotion by specific solventes, allow endow them of specifics places of stereochemical recognition. The selection of pyrrol as molecularly imprinting polymer (MIP) enable to build with sucess sensors to dosing antibiotics. To increase the method sensibility, embodied Graphene on electrode surface. This material have been widely used because of their properties: molecular structure, electric conductibility and surface increased are some caracteristics that arouse interest to aplication in this project. Developped sensors were incorporated in electrochemical systems. Voltammetric methods aplied were cyclic voltammetry, square wave voltammetry and impedance. The analysis conditions were optimized as regards the pyrrol polymerization (polymer concentration, number of cycles of electropolymerization and respective potencials applied, incubation time, solvent for analyte remotion), pH of drug solution, concentration range of antibiotics and voltammetric parameters of analyse methods. For each of one antibiotics, a non-imprinted electrode was prepared using a polymerization process but without the presence of analytic molecule, and was used as control. The developped sensor to timethoprim was used in dosage of drug in urine samples. The samples were analysed without any dilution, just were centrifuged to remove proteins and some interferents. The built sensors present a linear behaviour with concentrations range between 102 and 107 mol/L. The results show a good precision (standard desviation below a 11%) and the detection limits were 8,317 and 1,307 mol/L, to norfloxacina and trimethoprim, respectively. To method validation were made recuperation assays have been get values above 94%.