Dissertação/Tese Desenvolvimento de um imunossensor impedimétrico para a doença de Chagas uti lizando transdutor a base denanopartí culas metálicas e fi lmes poliméricos - PPGQ

Este estudo investigou a modificação de eletrodos de grafite de lapiseira (PGE) com cinco monômeros diferentes, a saber: 2-aminobenzamida (2-ABZ), ácido 4-aminobenzóico (4-ABA), ácido 4-hidróxidobenzóico (4-HBA), ácido 4-hidrofeniacético (4-HFA) e o ácido 4-aminofenilacético (4-AFA), e a incorporação de nanopartículas de prata (AgNPs) para desenvolver um imunossensor impedimétrico para a doença de Chagas. O tratamento eletroquímico dos PGE foi otimizado para garantir uma maior eficiência no uso desses eletrodos, avaliando PGEs das marcas Cis, Faber Castell, Tris e Pentel. Todos os monômeros foram eletropolimerizados sobre os PGE, o que funcionalizou a superfície dos eletrodos. Estudos de caracterização eletroquímica dos eletrodos modificados foram realizados, incluindo a avaliação do tipo de eletrólito suporte utilizado (H2SO4 ou HClO4). Todos os filmes poliméricos obtidos apresentaram eletroatividade sobre o PGE, indicando a eficiência da modificação dos eletrodos. Foram sintetizadas e caracterizadas AgNPs, as quais foram imobilizadas de forma satisfatória sobre os PGE modificados. No entanto, elas não apresentaram mudanças significativas no desempenho do imunossensor. Em seguida, imobilizou-se o biorreceptor (antígeno recombinante IBMP 8) sobre cada plataforma funcionalizada, e estudos de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) mostraram que o poli(4-HFA) foi a plataforma mais eficiente no reconhecimento dos anticorpos anti-T. cruzi. Análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV) para o PGE/poli(4-HFA) em comparação ao PGE não modificado mostraram a adsorção do polímero sobre o eletrodo. Albumina de soro bovino (BSA) e caseína foram investigadas como proteínas de bloqueio, sendo o BSA 0,01% com tempo de 10 min a melhor condição. As condições otimizadas para a imobilização do IBMP 8 foram obtidas com 32 ng/mL durante 30 minutos. A melhor diluição das amostras e o melhor tempo de resposta do imunossensor foram obtidos com diluição de 1:320 e 30 minutos de resposta. A resposta do imunossensor para possíveis reações cruzadas com outras doenças como: leishmaniose tegumentar americana, leishmaniose visceral, vírus da hepatite B, vírus da imunodeficiência humana, toxoplasmose e SARS-CoV-2, apresentou resultados muito satisfatórios, mostrando apenas 13,6% de reação cruzada com leishmaniose visceral em relação aos anticorpos anti-T. cruzi. Esses resultados indicam que a utilização dos PGE na construção de imunossensores é uma proposta promissora para a detecção rápida e precisa da doença de Chagas.

This study investigated the modification of mechanical pencil graphite (PGE) electrodes with five different monomers, namely: 2-aminobenzamide (2-ABZ), 4-aminobenzoic acid (4-ABA), 4-hydroxybenzoic acid (4-HBA) , 4-hydropheniacetic acid (4-HFA) and 4-aminophenylacetic acid (4-AFA), and an incorporation of silver nanoparticles (AgNPs) to develop an impedimetric immunosensor for Chagas disease. The electrochemical treatment of the PGEs was optimized to ensure greater efficiency in the use of these electrodes, evaluating PGEs from the brands Cis, Faber Castell, Tris and Pentel. All monomers were electropolymerized on PGE, which functionalized the surface of the electrodes. Electrochemical characterization studies of the modified electrodes were carried out, including the evaluation of the type of electrolytic support used (H2SO4 or HClO4). All polymeric films obtained showed electroactivity on PGE, indicating the efficiency of electrode modification. AgNPs were synthesized and identified, which were satisfactorily immobilized on the modified PGEs. However, they did not show changes in immunosensor performance. Then, the bioreceptor (IBMP 8 recombinant antigen) was immobilized on each functionalized platform, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) studies observed that poly(4-HFA) was the most efficient platform in the recognition of anti-T . cruzi. Scanning electron microscopy (SEM) analyzes for PGE/poly(4-HFA) compared to unmodified PGE did not understand the adsorption of the polymer on the electrode. Bovine serum albumin (BSA) and casein were investigated as blocking proteins, with 0.01% BSA with a time of 10 min being the best condition. Optimized conditions for IBMP 8 immobilization were transient with 32 ng/mL for 30 minutes. The best sample dilution and the best immunosensor response time were obtained with a 1:320 dilution and 30 minutes of response. The immunosensor response for possible cross-reactions with other diseases such as: American tegumentary leishmaniasis, visceral leishmaniasis, hepatitis B virus, human immunodeficiency virus, toxoplasmosis and SARS-CoV-2, showed very resistant results, showing only 13.6% of cross-reaction with visceral leishmaniasis in relation to anti-T. cruzi. These results indicate that the use of PGE in the construction of immunosensors is a promising proposal for the rapid and accurate detection of Chagas disease.