Dissertação/Tese Desenvolvimento e caracterização de eletrodos de grafite funcionalizados com filmes de homopolímeros, copolímeros e bicamadas para uso em biossensores - PPGQ

Polímeros condutores são conhecidos por atuarem como excelentes materiais para imobilização de biomoléculas e rápida transferência de elétrons para a fabricação de biossensores eficientes, uma vez que, possuem grupos funcionais preservados que podem promover melhorias significativas na adsorção e interação da interface biomolécula/transdutor, evitando-se assim efeitos indesejados como, por exemplo, o de lixiviação do componente imobilizado. Neste sentido, foi investigada a eletropolimerização dos monômeros anilina (ANI), o-hidroxibenzamida (OHBA), o-aminobenzamida (OABA) e o-aminofenol (OAF) na forma de monocamada, bicamada e copolímeros sobre eletrodos de grafite, utilizando-se voltametria cíclica, para construção e desenvolvimento de plataformas eletroquímicas funcionalizadas. Foram avaliadas 22 plataformas eletroquímicas onde observou-se diferenças entre as respostas eletroquímicas das bicamadas e dos copolímeros, sugerindo que, a copolimerização não é apenas uma sobreposição dos homopolímeros como ocorre nas bicamadas. Realizou-se caracterização eletroquímica e morfológica das plataformas funcionalizadas por Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE), Voltametria Cíclica (VC) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Observou-se que as plataformas funcionalizadas derivadas dos monômeros ANI, OAF e OABA apresentaram caráter majoritariamente catiônico, enquanto plataformas funcionalizadas derivadas do monômero OHBA apresentaram caráter majoritariamente aniônico. Análises de MEV possibilitaram observar diferenças morfológicas entre as plataformas funcionalizadas e o eletrodo de grafite (EG) não modificado, comprovando a modificação da superfície dos EG pelos polímeros formados. Os resultados obtidos por EIE comprovaram as observações feitas nas análises de VC para as plataformas funcionalizadas na presença das sondas redox. As plataformas funcionalizadas foram aplicadas em estudos iniciais do desenvolvimento de um imunossensor impedimétrico, através da imobilização dos antígenos recombinantes JL7, 1F8 e B13 para detecção de anticorpos da doença de Chagas em amostras clínicas. Os imunossensores desenvolvidos utilizando-se as plataformas POABA, POAF_sobre_POHBA, POHBA_sobre_POAF e POHBA_sobre_POABA mostraram-se promissoras, uma vez que apresentaram especificidade de 338%, 282%, 294% e 183% respectivamente e, portanto, melhores desempenhos quando comparadas às demais.

Conductive polymers are known to act as excellent materials for immobilizing biomolecules and fast electron transfer for the manufacture of efficient biosensors, since they have preserved functional groups that can promote significant improvements in adsorption and interaction of the biomolecule/transducer interface, avoiding if so unwanted effects like, for example, the leaching of the immobilized component. In this sense, the electropolymerization of the monomers aniline (ANI), o-hydroxybenzamide (OHBA), o-aminobenzamide (OABA), and o-aminophenol (OAF) in the form of monolayer, bilayer, and copolymers on graphite electrodes was investigated by cyclic voltammetry, for construction and development of functionalized electrochemical platforms. Twenty-two electrochemical platforms were evaluated where differences were observed between the electrochemical responses of the bilayers and the copolymers, suggesting that copolymerization is not just an overlap of homopolymers as occurs in bilayers. Electrochemical and morphological characterization of the platforms functionalized by electrochemical impedance spectroscopy (EIE), cyclic voltammetry (VC), and scanning electron microscopy (SEM) was performed. It was observed that the functionalized platforms derived from the monomers ANI, OAF, and OABA were mostly cationic, while functionalized platforms derived from the OHBA monomer were mostly anionic. SEM analyzes made it possible to observe morphological differences between the functionalized platforms and the unmodified EG, proving the modification of the EG surface by the polymers formed. The results obtained by EIE confirmed the observations made in the VC analysis for the functionalized platforms in the presence of the redox probes. The functionalized platforms were applied in initial studies of the development of an impedimetric immunosensor, through the immobilization of recombinant antigens JL7, 1F8, and B13 for the detection of Chagas disease antibodies in clinical samples. The immunosensors developed using the POABA, POAF_over_POHBA, POHBA_over_POAF, and POHBA_over_POABA platforms proved to be promising, since they presented 338%, 282%, 294%, and 183% specificity, respectively, and therefore better performances when compared to the others.