Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17499
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Desenvolvimento de biossensores eletroquímicos, utilizando matriz polimérica modificada com biomoléculas, para o diagnóstico de câncer de próstata e hepatite C
Author: Franco, Diego Leoni
First Advisor: Madurro, João Marcos
First coorientator: Madurro, Ana Graci Brito
First member of the Committee: Muñoz, Rodrigo Alejandro Abarza
Second member of the Committee: Silva, Nilson Penha
Third member of the Committee: Biaggio, Sonia Regina
Fourth member of the Committee: Sotomayor, Maria Del Pilar Taboada
Summary: A construção de sensores biológicos tem se tornado uma atividade ampla no ramo da ciência visando principalmente questões de saúde e de meio ambiente. O desenvolvimento desses biossensores em laboratório tem sido trabalhado por vários grupos de pesquisa, buscando dispositivos, específicos, de baixo custo e de fácil manuseio e preparação. As técnicas eletroquímicas são as que concentram o maior número de trabalhos realizados devido à facilidade no processo e na instrumentação, permitindo obter resultados rápidos e confiáveis. Eletrodos modificados com polímeros condutores estão sendo utilizados, pois melhoram a resposta analítica além de auxiliar na imobilização das biomoléculas em questão. Este trabalho visou a utilização de eletrodos de grafite e eletrodos de grafite modificados com o polímero poli(3- aminofenol) para construção de biossensores baseados em DNA para detecção do vírus da hepatite C e câncer de próstata. O polímero apresenta condições adequadas (facilidade na formação, estabilidade térmica e eletroquímica, além da possibilidade de funcionalizações na estrutura) para a construção dos sensores. Os produtos de PCR desnaturados foram imobilizados com sucesso na matriz polimérica. A detecção indireta de hibridização foi realizada utilizando sinal de oxidação de brometo de etídio (BE). O sistema de detecção para o câncer de próstata e hepatite C foi otimizado com 15 minutos de interação do alvo com a sonda, concentração de BE a 0,54 mmol.dm-3, limite de detecção de 16 e 19 ng e quantificação de 54 e 64 ng para o câncer de próstata e hepatite C, respectivamente, e estabilidade para os sensores de 60 dias. Espectros de impedância eletroquímica foram obtidos comprovando a eficiência na imobilização da sondas e alvos devido às diferenças eletrostáticas entre a solução aniônica e os materiais imobilizados. Aumento nos valores de resistência e capacitância dos sistemas contendo a sonda para os sistemas contendo os alvos mostraram qualitativamente uma diferença nas respostas. Um modelo matemático baseado em planejamentos fatoriais entre BE e DNA de Calf Thymus foi feito através de medidas de espectroscopia de fluorescência, UV-visível e voltametria de pulso diferencial. Uma proporção de 6:1 de DNA/BE foi determinada como melhor e, na faixa trabalhada neste estudo, a influência de cloreto de sódio foi investigada, com melhores resultados a uma concentração de 20 mmol.dm-3.
Abstract: The development of biologic sensors has become a wide activity in science seeking mainly health and environmental issues. The biosensor development in laboratory has been investigated by many researchers seeking sensitivity, specific, low cost and portable devices. The electrochemical techniques are used in the largest number of works due to the easiness in the process and in the instrumentation, allowing for the rapid and reliable results. Modified electrodes with conducting polymers have been used because they improve the analytical response in addition to aid in the biomolecule immobilization. This work aimed the use of graphite electrodes and graphite electrodes modified with poly(3-aminophenol) for the construction of DNAbased biosensors for the detection of hepatitis C virus and prostate cancer. The polymer presents adequate conditions (ease in formation, thermal and electrochemical stability besides the presence of functionalizations in its structure) for the sensor construction. The denatured PCR products were successfully immobilized over the polymeric matrix. The hybridization indirect detections were performed using ethidium bromide (EB) oxidation signal. The detection system for prostate cancer and hepatitis C was optimized with 15 minutes of interaction between target and probe, concentration of EB at 0.54 mmol.dm-3, detection limit of 16 and 19 ng and quantification limit of 54 and 64 ng for prostate cancer and hepatitis C, respectively and lifetime for the sensors of 60 days. Electrochemical impedance spectra were obtained proving the probe and target immobilization efficiency due to electrostatic differences between the anionic solution and the immobilized material. Increase in resistance and capacitance values of the systems containing the probe for the systems containing the targets shown a response difference, qualitatively. A mathematic model based on factorial design planning between EB and Calf Thymus DNA was performed through fluorescence spectroscopy, UV-visible spectroscopy and differential pulse voltammetry. A proportion of 6:1 for DNA/EB was found the best condition and, in the working range of this study, the influence of sodium chloride was investigated, with the better results for a concentration of 20 mmol.dm-3.
Keywords: Eletroquímica
Biossensores
Polímeros condutores
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 Multi-Institucional em Quimica (UFG - UFMS - UFU)
Quote: FRANCO, Diego Leoni. Desenvolvimento de biossensores eletroquímicos, utilizando matriz polimérica modificada com biomoléculas, para o diagnóstico de câncer de próstata e hepatite C. 2010. 134 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2010.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17499
Date of defense: 6-Dec-2010
Appears in Collections:TESE - Química (Multi-Institucional UFG - UFMS - UFU)

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