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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Imobilização e detecção de biomoléculas em matrizes de poli (ácido 4-hidroxifenilacético) : aplicações no desenvolvimento de genossensores
Author: Silva, Tatiana Aparecida Rosa da
First Advisor: Madurro, Ana Graci Brito
First coorientator: Madurro, João Marcos
First member of the Committee: Cruz, Welington Oliveira
Second member of the Committee: Yamanaka, Hideko
Summary: Eletrodos modificados com filmes poliméricos são matrizes eficientes para a imobilização de biomoléculas. Devido à funcionalização aniônica ou catiônica da superfície, eles promovem a repulsão eletrostática de interferentes e interação eficiente com a biomolécula imobilizada. Desta forma, os EQM impulsionam grande avanço no desenvolvimento de biossensores e sensores. Visando a incorporação de nucleotídeos, oligonucleotídeos e fragmentos de DNA foram feitos estudos sobre a eletropolimerização do monômero ácido 4- hidroxifenilacético (4-HFA) sobre eletrodo de grafite, para se obter a melhor condição de polimerização e caracterização da superfície. Em valores de pH ácido, foi observada a formação de filmes com maior caráter eletroativo e que facilitam a transferência de elétrons frente ao par redox K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6. A caracterização desses filmes, por meio de MFA e MEV, confirmou a deposição de material polimérico sobre a superfície. Estudos de eletrooxidação e otimização de guanosina monofosfato e adenosina monofosfato imobilizadas sobre filmes de poli(4-HFA) foram realizados em diferentes valores de pH. A variação das condições experimentais, particularmente o pH do eletrólito, mostraram que o potencial de oxidação de AMP e GMP imobilizados sobre poli(4-HFA) decresceram com o aumento de valores de pH da solução. Maiores valores de corrente de oxidação foram obtidas para AMP em tampão fosfato (pH 7,5) e GMP em tampão acetato (pH 4,5). A imobilização e detecção de oligonucleotídeos de 16 pb foram realizadas em matrizes de poli(4-HFA). No processo de detecção com o alvo complementar foi observado decréscimo nos valores de corrente, quando comparados com a resposta obtida antes da hibridização. A magnitude do sinal de corrente da eletrooxidação dos nucleotídeos e oligonucleotídeos foi maior para os eletrodos de grafite modificados com poli(4-HFA), mostrando a eficiência da cobertura polimérica. A amplitude do sinal de corrente é um importante parâmetro para garantir a sensibilidade dos biossensores. A hibridização com os fragmentos de DNA do vírus da dengue (DEN-1) foi feita utilizando brometo de etídio como indicador da hibridação. A formação de dsDNA foi monitorada por meio do aumento no sinal de corrente, provocado pelo acúmulo do intercalador sobre a superfície do eletrodo. Imagens da topografia da superfície por MFA indicam que a imobilização de DEN-1 (ssDNA) sobre a matriz polimérica resulta em diminuição da rugosidade e, após a hibridização com o alvo complementar (dsDNA), observou-se a formação de maior número de glóbulos. As imagens de MFA comprovam a imobilização das biomoléculas em estudo, bem como, sugerem a hibridização com o alvo complementar.
Abstract: Modified electrodes with polymer films are efficient matrix to biomolecules immobilization. Therefore due the anionic or cationic surface functionalization, they promote the electrostatic repulsion of interferents and efficient interaction with immobilized biomolecules. Of this form, they stimulate great advance in the development of biossensors and sensors. Aiming at the incorporation of nucleotides, oligonucleotides and DNA fragments were made studies of the electropolymerization of the 4-hydroxyphenylacetic acid monomer on graphite surface, to obtain the best condition of polymerization and characterization of the surface. In more acid pH values, was observed the films formation with bigger electroactive character and with higher electrons transference in redox K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6. The characterization of these films by means of AFM and SEM confirmed the deposition of the polymer onto surface. Electrooxidation and optimization studies of the adenosine monophosphate and guanosine monophosphate immobilizated onto poly(4-HPA) films were carried out at different pH values. Variation of the experimental conditions, particularly of the pH of the electrolytic solution, showed that the oxidation potentials of immobilized AMP or GMP onto the modified electrodes decreased with increasing of pH values of the solution. Higher oxidation current was obtained to AMP in phosphate buffer (pH 7.50) and GMP in acetate buffer (pH 4.50). The immobilization and detection of oligonucleotide of 16-pb were carried out on the poly(4-HPA). In the detection process with the complementary target was observed decrease in the values of current, when compared with the response obtained before of the hybridization. The magnitude of the current signal of the eletrooxidation of nucleotides or oligonucleotides was bigger for the modified graphite electrodes with poly(4-HPA), in relation to the graphite electrodes without modification. The amplitude of the current signal is an important parameter that guarantees the sensitivity of the biosensors. The immobilization and detection of DNA fragments of the dengue virus (DEN- 1) was carried out using ethidium bromide as hybridization indicator. The dsDNA formation was monitored by means of the increase in the current signal, caused by accumulation of the intercalator on the surface of the electrode. Images of the surface topography for AFM indicate that the DEN-1 (ssDNA) immobilization on the polymeric matrix results in reduction of the roughness and, after the hybridization with the complementary target (dsDNA), was observed formation of higher globules number. The AFM images showed the immobilization of biomolecules in study and suggest the hybridization with the complementary target.
Keywords: Polímeros
Biosensores
Polimerização
Polymers
Polymerisation
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Language: por
Country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Institution Acronym: UFU
Department: Ciências Exatas e da Terra
Program: Programa de Pós-graduação em Química
Quote: SILVA, Tatiana Aparecida Rosa da. Imobilização e detecção de biomoléculas em matrizes de poli (ácido 4-hidroxifenilacético) : aplicações no desenvolvimento de genossensores. 2008. 108 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2008.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17465
Date of defense: 25-Feb-2008
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