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dc.contributor.advisor1Fabiano Vargas Pereirapt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8075726836651130pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Ricardo Mathias Orlandopt_BR
dc.contributor.referee1Marcelo Machado Vianapt_BR
dc.contributor.referee2Luciano Andrey Montoropt_BR
dc.creatorGabriela Fernandes Barretopt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9162910498722457pt_BR
dc.date.accessioned2025-08-05T17:59:51Z-
dc.date.available2025-08-05T17:59:51Z-
dc.date.issued2025-07-16-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/84064-
dc.description.abstractGlyphosate, one of the most widely used herbicides worldwide, poses potential risks to human health and the environment, mainly due to its excessive use, persistence in soil, and high solubility. Its detection by conventional methods, such as HPLC and GC, presents several drawbacks, including high instrumentation costs and complex procedures. Carbon dots (CDs), fluorescent carbon-based nanomaterials with sizes below 10 nm, have emerged as a promising alternative for sensing applications due to their simple synthesis, low toxicity, and photoluminescent properties. CD-based sensors enable rapid analysis and have been applied to glyphosate detection through fluorescence quenching or enhancement, offering a simple and cost-effective sensing approach. In this study, a fast and straightforward methodology was developed for the detection of glyphosate in water using carbon dots (CDs) synthesized via hydrothermal carbonization from different carbon precursors. Four types of CDs were synthesized using distinct organic acids: L-ascorbic acid (CAA), citric acid (CCA), maleic acid (CMA), and succinic acid (CSA), as carbon sources, while ammonium citrate was used as the nitrogen precursor in all cases. The synthesized CDs exhibited blue fluorescence, with quantum yields of 9.3%, 12.0%, 21.5%, and 21.6% for CAA, CMA, CSA, and CCA, respectively. Infrared spectroscopy was used to characterize the surface functional groups of the CDs, revealing a predominance of carboxylic groups in their structures. TEM images showed non-aggregated, spherical particles with average sizes ranging from 1.7 to 2.8 nm. The sensors were based on CDs that exhibit strong interactions with Fe3+ ions, initially leading to significant fluorescence quenching, followed by fluorescence recovery upon the addition of glyphosate. This enabled the indirect detection of the herbicide. The limits of detection for glyphosate in water were 1.57 μM (CAA), 4.64 μM (CCA), 11.16 μM (CMA), and 0.59 μM (CSA). The results obtained from testing the nanosensor with a real tap water sample confirmed that the proposed fluorescent sensor is a promising tool for glyphosate detection in aqueous matrices, demonstrating both sensitivity and potential for application under real-world conditions.pt_BR
dc.description.resumoO glifosato, um dos herbicidas mais utilizados no mundo, apresenta possíveis riscos à saúde e ao meio ambiente devido principalmente ao seu uso excessivo, sua persistência no solo e alta solubilidade. Sua detecção por métodos tradicionais, tais como HPLC e GC, apresentam algumas desvantagens, como alto custo instrumental e etapas complexas. Os carbon dots (CDs), nanomateriais fluorescentes de carbono (tamanho <10 nm), surgem como uma alternativa promissora para sensoriamento devido à sua síntese simples, baixa toxicidade e sua fotoluminescência. Sensores baseados em CDs permitem análise rápida e com aplicações na detecção de glifosato via quenching ou aumento de fluorescência, oferecendo um método simples e acessível para sensoriamento. Este trabalho desenvolveu uma metodologia rápida e simples para detectar glifosato em água, utilizando CDs sintetizados via carbonização hidrotérmica a partir de diferentes precursores de carbono. Foram sintetizados quatro CDs utilizando diferentes ácidos orgânicos: L-ascórbico (CAA), cítrico (CCA), maleico (CMA) e succínico (CSA) como fontes de carbono, mantendo-se o mesmo precursor de nitrogênio (citrato de amônio). Os CDs sintetizados apresentaram fluorescência azul e rendimentos quânticos de 9,3; 12,0; 21,5 e 21,6% para CAA, CMA, CSA e CCA, respectivamente. A espectroscopia no infravermelho permitiu caracterizar os grupos funcionais superficiais dos CDs, revelando a predominância de grupos carboxílicos em suas estruturas. As imagens de MET revelaram partículas sem aglomeração e com morfologia esférica e tamanhos médios entre 1,7 – 2,8 nm. Os sensores foram baseados em CDs que apresentam forte interação com íons Fe3+, o que provocou primeiramente forte extinção da fluorescência, e posterior recuperação da emissão com a adição de glifosato, permitindo a detecção indireta da presença do herbicida. Os limites de detecção obtidos para glifosato em água foram de 1,57 μM (CAA), 4,64 μM (CCA), 11,16 μM (CMA), e 0,59 μM (CSA). Os resultados obtidos com a aplicação do nanossensor em amostra real de água da torneira confirmam que o sensor fluorescente proposto é uma ferramenta promissora para a detecção de glifosato em matrizes aquosas, demonstrando sensibilidade e potencial para uso em condições reais.pt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.description.sponsorshipOutra Agênciapt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentICEX - INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATASpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Químicapt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/pt/*
dc.subjectCarbon dotspt_BR
dc.subjectfluorescênciapt_BR
dc.subjectglifosatopt_BR
dc.subjectsensorpt_BR
dc.subject.otherFísico-químicapt_BR
dc.subject.otherMateriais nanoestruturadospt_BR
dc.subject.otherNanopartículaspt_BR
dc.subject.otherCarbonopt_BR
dc.subject.otherDetectorespt_BR
dc.subject.otherFotoluminescênciapt_BR
dc.subject.otherFluorescênciapt_BR
dc.subject.otherCarbonizaçãopt_BR
dc.subject.otherHerbicidaspt_BR
dc.titleSíntese, caracterização e aplicação de diferentes carbon dots como nanossensores fluorescentes na detecção de glifosatopt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
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