Biossensores impedimétricos construídos a partir de plataformas nanoestruturadas formadas de polímeros condutores e ouro – Dissertação

Autor: Andrei Elias Deller
Orientador: Marcio Vidotti (GMPIn/UFPR)
Coorientador: Dênio Emanuel Pires Souto

Premiações

– Prêmio Excelência Acadêmica da Pós-graduação/PRPPG/UFPR

Resumo

Neste trabalho foi realizado o desenvolvimento e estudo de duas plataformas, sendo uma baseada em um material híbrido de poli(3,4 etilenodioxitiofeno) (PEDOT) e nanopartículas de ouro, e outra em polipirrol e nanopartículas de ouro, com objetivo de construir biossensores impedimétricos para diferentes sistemas biológicos. A caracterização inicial foi realizada por imagens de microscopia eletrônica de varredura e microscopia eletrônica de transmissão, para elucidar a morfologia do material, que foram predominantemente de nanotubos para a estrutura baseada em polipirrol, enquanto que, para a estrutura de PEDOT a morfologia variou entre nanotubos, globular e filme. Todas as etapas de construção da plataforma foram também caracterizadas por técnicas eletroquímicas de voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica. A estrutura polímero/nanopartículas de ouro apresentou uma grande melhora na propriedade capacitiva e também para transferências de carga em relação ao eletrodo só com o polímero. Os estudos para construção do biossensor foram baseados em analisar as respostas por voltametria cíclica e principalmente por espectroscopia de impedância eletroquímica após cada etapa. Notou-se que as biomoléculas apresentam uma tendência de dificultar as transferências e armazenamento de carga. Os testes iniciais com Avidina-HRP e o anticorpo anti-avidina (biotinilado) foram empregados com o objetivo de verificar interações bioquímicas na superfície da plataforma, e os resultados indicaram que o material torna possível e favorável a imobilização e posteriores reações entre biomoléculas. Os estudos prosseguiram com as moléculas do grupo Folato, as quais, são muito estudadas por serem potenciais biomarcadores de câncer. Neste trabalho, o receptor de folato Alpha foi utilizado como biorreceptor, e a partir dele buscou-se a detecção do anticorpo anti-FR e também do ácido fólico. Estudos e otimizações foram realizados para a imobilização do receptor de folato Alpha e para as reações de reconhecimento do analito. Realizou-se testes de detecção do anticorpo anti-FR, bem como, da estabilidade da resposta frente à uma mesma concentração do anticorpo anti-FR. Os estudos indicam que a proteína permaneceu estável e em uma orientação favorável para a posterior reação tanto com anticorpo anti-FR quanto com FA. Para a plataforma baseada em polipirrol e ouro, estudouse também o impacto da etapa de bloqueio de sítios não específicos com o aminoácido glicina. O resultado indica que essa etapa é imprescindível para o bom funcionamento do sistema. Para a detecção do anticorpo anti-FR, utilizando o eletrodo baseado em PEDOT e nanopartículas de ouro, os parâmetros analíticos indicam um R2 = 0,8583 para a curva analítica, com do limite de detecção (LOD) foi de 0,675 pg mL-1 e o limite de quantificação (LOQ) foi de 2,25 pg mL-1. Utilizando o eletrodo baseado em PPI/AuNPs, realizou-se a detecção de FA, mostrando uma curva analítica com R2 = 0,9408, limite de detecção de 0,015 ng mL-1 e limite de quantificação de 0,047 ng mL-1. Tanto para o eletrodo baseado em PEDOT e nanopartículas de ouro quanto para polipirrol e nanopartículas de ouro, os valores dos limites de detecção e quantificação obtidos estão dentro de uma faixa de interesse clínico, indicando que as plataformas propostas neste trabalho têm potencial para aplicação e detecção destas biomoléculas.

Biossensores impedimétricos construídos a partir de plataformas nanoestruturadas formadas de polímeros condutores e ouro -Dissertação