Publicação: Desenvolvimento, caracterizacao e aplicacao da matriz
FTO/POLI(3-aminofenol) na deteccao de marcador de
lesao cardiaca por fotoluminescencia de quantum dots
Carregando...
Arquivos
Tipo do documento
Data
Direito de acesso
Coleções
Área do conhecimento
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Autores
Orientador
Coorientador
Madurro, Ana Graci Brito
Resumo
O coração é um órgão vital propulsor de sangue, que transporta
oxigênio e nutrientes para todo organismo, todavia quando estes componentes
não chegam a ele devido à obstrução arterial, ocorre instabilidade elétrica no
processo de contração deste músculo, causando arritmias que, normalmente
em menos de uma hora, promovem o infarto agudo do miocárdio, que
juntamente com os problemas vasculares cerebrais são os maiores
responsáveis pela mortalidade em todo o mundo. O diagnóstico segundo a OMS
tem 3 vertentes: clínico, eletrocardigráfico e bioquímico. Este último é muito
lento e os dois primeiros apresentam muitas falhas, sendo necessário o
desenvolvimento de técnicas analíticas que possam gerar resultados rápidos,
específicos, sensíveis e de baixo custo. Polímeros como poli(aminofenóis) são
plataformas interessantes para imobilização de biomoléculas em função dos
substituintes no anel aromático e de suas características, tais como: excelente
permeabilidade, seletividade, reprodutibilidade e tempo de resposta rápida.
Para formação destes polímeros a síntese eletroquímica é a mais usual e
quando o interesse é pela detecção óptica, substratos vítreos como o óxido de
estanho dopado com flúor (FTO) tornam-se atrativos como transdutores, pelas
suas excelentes características, tais como: boa condutividade elétrica, alta
transparência, inércia química, alta reprodutibilidade e aderência ao vidro. A
detecção óptica indireta através de marcadores aumenta a sensibilidade do
diagnóstico, sendo que os quantum dots têm se mostrado superiores aos
fluoróforos convencionais, como a cianina, a rodamina e o alexa flúor, em
função de suas propriedades fotofísicas extraordinárias como: amplo espectro
de absorção, estreito espectro de emissão, elevada fotoestabilidade e tempo de
decaimento. Neste trabalho foi eletropolimerizado em FTO através de
voltametria cíclica o 3-aminofenol, cujo espectro de ultravioleta na região do
visível mostrou absorção entre 300 e 350 nm, proporcional a quantidade de
material formado. A troca iônica das sondas redox ferro/ferricianeto de potássio
e cloreto de hexaminrutênio (II) demonstraram que o material tem atração por
estruturas catiônicas e repulsão por estruturas aniônicas. As imagens de
microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo e de força atômica
mostraram recobrimento polimérico rugoso quase total da superfície do FTO,
cuja espessura máxima por interferometria a laser foi estimada em 375±75
nm. A caracterização elétrica e a espectroscopia de impedância eletroquímica
(EIE) demonstraram que o material tem um elevado caráter passivante,
podendo ser aplicado como matriz na construção de uma plataforma de
diagnóstico para lesão cardíaca através da formação de uma ligação amida
estável entre os grupamentos NH2 do poli(3-aminfenol) e as carboxilas
terminais (Fc) do anti-troponina T via EDC/NHS. Adicionalmente este anticorpo
foi modificado com biotina, sendo sua afinidade a estreptavidina, assim como a
especificidade entre anticorpo e antígeno exploradas no design deste sistema.
A detecção seletiva do troponina T foi realizada qualitativamente ( dot blot ) e
quantitativamente por (EIE) e fotoluminescência de quantum dots (PL) na
concentração de 0,5 bM, sendo estes resultados promissores no
desenvolvimento de imunossensor para marcador de lesão cardíaca.
Abstract
The heart is a vital organ propelling blood, that carries oxygen and
nutrients throughout the body, but whenever these components do not reach it
due to arterial obstruction, there is an electrical instability in the process of
contraction of the muscle, causing arrhythmias that often, in less than an hour,
causes acute myocardial infarction. The problem and cerebrovascular accident
are the major cause of mortality worldwide. The diagnosis according to WHO
meet three possibilities: clinical exam, electrocardiograph, and biochemistry.
The former is slower while the others are inaccurate. Thus, there is much room
for the development of analytical techniques that can generate quick results,
specific, sensitive, and inexpensive. Polymers such as poly(aminophenols) are
interesting platforms for these systems for the immobilization of biomolecules
due the substituents on the benzene ring and its characteristics such as
excellent permeability, selectivity, reproducibility and fast response time. To
form these polymers the electrochemical synthesis is the most common
procedure and where the interest is for the optical detection, vitreous
substrates like tin fluorine doped tin oxide (FTO) become attractive as
transducers for their excellent features such as: good electrical conductivity,
high transparency, chemical inertness, high reproducibility and adherence to
glass. The optical detection via indirect markers increases the sensitivity of
diagnosis, and the quantum dots have been shown to be superior to
conventional fluorophores such as cyanine, rhodamine and alexa fluor, based on
their outstanding photophysical properties such as broad absorption spectrum,
narrow emission spectrum, high photostability and decay time.
In this work was electropolymerized on FTO by cyclic voltammetry in 3-
aminophenol, whose ultra-violet spectrum in the visible region showed between
300 and 350 nm, proportional to the amount of material formed. Ion exchange
of iron redox probes / ferricyanide of potassium and hexaammineruthenium (II)
chloride showed that the material attracts cationic structures and repels anionic
structures. Scanning electron microscopy with field emission and atomic force
microscopy showed almost total polymer coating rough FTO surface whose
thickness by laser interferometry was estimated at 375 ± 75 nm. Electrical
characterization and electrochemical impedance spectroscopy (EIE) showed that
the material has a high passivating character. That can be applied as matrix for
building the diagnostic platform for cardiac injury through stable amide bonds
among the NH2 groups of poly(3-aminophenol) and end carboxyls (Fc) of antitroponin
T via EDC/NHS. Addionaly, this antibody was modified with biotin being
strepavidin its affinity, such as the specificity between antibody and antigen
investigated in the design of this system. Selective detection of troponin T was
performed qualitatively (dot blot) and quantitatively by (EIE); and quantum dot
photoluminescence (PL), at 0.5 μM. The results are promising to develop
immunosensors for marker cardiac injuries.
Palavras-chave
Lesão cardíaca, Poli(3-aminfenol), FTO, Biotinilação, Quantum
dots, Cardiac injury, Poly(3-aminophenol), Biotinylation, Quantum
dots, Química analítica, Infarto do miocárdio, Biossensores
Citação
RODRIGUES, Luciano Pereira. Desenvolvimento, caracterizacao e aplicacao da matriz
FTO/POLI(3-aminofenol) na deteccao de marcador de
lesao cardiaca por fotoluminescencia de quantum dots. 2011. 116 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011.