Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37012| Título: | Sensor plasmônico de fibra ótica plástica em u para glifosato em água |
| Título(s) alternativo(s): | Plasmonic u-shaped plastic optical fiber sensor for glyphosate in water |
| Autor(es): | Bombardi, Franciele Mendes de Lima |
| Orientador(es): | Fabris, José Luís |
| Palavras-chave: | Glifosato - Detecção Nanopartículas Ressonância plasmônica de superfície Fibras ópticas plásticas Detectores Filmes finos Polimetilmetacrilato Raman, Espectroscopia de Glyphosate - Detection Nanoparticles Surface plasmon resonance Plastic optical fibers Detectors Thin films Polymethylmethacrylate Raman spectroscopy |
| Data do documento: | 25-Mar-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | BOMBARDI, Franciele Mendes de Lima. Sensor plasmônico de fibra ótica plástica em u para glifosato em água. 2025. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025. |
| Resumo: | O presente trabalho relata o desenvolvimento de um sensor de fibra ótica plasmônico em forma de U para detecção, em água, de glifosato, possivelmente cancerígeno para humanos. O sensor utiliza o efeito de ressonância de plásmons de superfície localizados (LSPR) para detectar a presença do herbicida. Nanopartículas de ouro encapsuladas com cisteamina (cis-AuNP) foram sintetizadas e depositadas na superfície de uma fibra ótica polimérica por meio da técnica de deposição-por-imersão. A interação entre o glifosato e o filme nanoestruturado foi analisada com técnicas óticas. Os resultados mostraram que o sensor apresentou uma resposta significativa à presença de glifosato em água, com um limite de detecção (LOD) de 17 nM (ou 2,9 μg/L). Este LOD é comparável aos obtidos por outras técnicas, como a cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC), e está em conformidade com a maioria dos padrões internacionais de potabilidade da água. O sensor também se mostrou reprodutível e específico para glifosato, não sendo afetado pela presença de outros compostos presentes na água, como o ácido amino metil fosfônico (AMPA) e glufosinato de amônio. Além disso, a técnica imersão-e-secagem permitiu a detecção do herbicida visando a aplicação em campo, com posterior análise em laboratório, sem perda de sensibilidade por até três semanas. O estudo da interação do glifosato para diferentes tempos de deposição do filme de cis-AuNPs em lâminas de polimetilmetacrilato (PMMA) demonstrou que filmes com uma cobertura de 37% da superfície, obtidos com tempo de deposição de 30 segundos, favorecem a interação com o analito e aumentam a sensibilidade do sensor. A caracterização por espectroscopia Raman amplificada de superfície (SERS) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) confirmou essa observação, indicando uma maior interação entre as cis-AuNPs e o glifosato. O sensor desenvolvido apresenta grande potencial para aplicação na detecção de glifosato em baixas concentrações. A técnica apresenta vantagens como detecção rápida, baixo custo, portabilidade e especificidade, tornando-a promissora para o desenvolvimento de sistemas de detecção em tempo real e in situ. |
| Abstract: | This work reports the development of a U-shaped plasmonic fiber optic sensor for detecting glyphosate, a possible human carcinogen, in water. The sensor uses the localized surface plasmon resonance (LSPR) effect to detect the presence of the herbicide. Cysteamineencapsulated gold nanoparticles (cys-AuNPs) were synthesized and deposited on the surface of the polymeric optical fiber using the dip-coating technique. The interaction between glyphosate and the nanostructured film was analyzed with optical techniques. The results showed that the sensor presented a significant response to the presence of glyphosate in water, with a limit of detection (LOD) of 17 nM (or 2.9 μg/L). This LOD is comparable to those obtained by other techniques, such as high-performance liquid chromatography (HPLC), and complies with most international standards for water potability. The sensor also proved to be reproducible and specific for glyphosate and not being affected by other compounds present in the water, such as aminomethylphosphonic acid (AMPA) and glufosinate-ammonium. In addition, the dip-and-dry technique allowed the detection of the herbicide for field application, with subsequent analysis in the laboratory, without loss of sensitivity for up to three weeks. The study of the glyphosate interaction for different deposition times of the cys-AuNPs film on polymethyl methacrylate (PMMA) sheets demonstrated that films with 37% surface coverage, obtained with a 30 s deposition time, favor the interaction with the analyte and increase the sensor sensitivity. Characterization by surface enhanced raman spectroscopy (SERS) and scanning electron microscopy (SEM) confirmed this observation, indicating an enhanced interaction between the cys-AuNPs and glyphosate. The developed sensor has great potential for application in water quality monitoring, especially in detecting glyphosate at low concentrations. The technique has advantages such as fast detection, low cost, portability, and specificity, making it promising for developing real-time and in situ detection systems. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37012 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| sensorplasmonicofibraotica.pdf | 31,18 MB | Adobe PDF |  Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons
