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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Desenvolvimento de genossensor eletroquímico para diagnóstico de meningite pneumocócica
Author: Ferreira, Fábio de Pádua
First Advisor: Brito-Madurro, Ana Graci
First coorientator: Madurro, João Marcos
First member of the Committee: Alves, Valéria Almeida
Second member of the Committee: Siquieroli, Ana Carolina Silva
Third member of the Committee: Silva, Luís Antônio da
Summary: As meningites pneumocócicas são provocadas pela bactéria Streptococcus pneumoniae e apresentam elevado índice de morbilidade e mortalidade. O diagnóstico precoce do agente causador da meningite é justificado pelo impacto positivo no tratamento, evitando possíveis complicações, tais como perda da audição, retardo mental, anormalidade motora e distúrbios visuais, reduzindo também as taxas de morbi-mortalidade. A identificação de microrganismos por meio de biossensores vem sendo amplamente estudada e sua eficiência constantemente comprovada. Os biossensores permitem realizar testes simples, rápidos, precisos e acessíveis. Neste trabalho foi utilizado eletrodo de grafite modificado com poli(4-aminofenol) para a imobilização de uma sequência sonda (Strep1) específica para o alvo complementar (Strep2), isoladas a partir de regiões conservadas do DNA de S. pneumoniae, visando o desenvolvimento de um genossensor específico para a meningite pneumocócica. A eletrodeposição de poli(4-aminofenol) sobre eletrodo de grafite foi confirmada por meio de técnicas voltamétricas e imagens de microscopia eletrônica de varredura. Após a modificação com poli(4-aminofenol) a superfície foi funcionalizada com a sonda específica para S. pneumoniae (Strep1), seguida do processo de hibridização com o alvo complementar (Strep2). Os resultados obtidos indicam que a presença do poli(4-aminofenol) causou um aumento na eficiência da imobilização da sonda de cerca de 12%, monitorando-se o pico de oxidação da guanina, quando comparada ao eletrodo de grafite descoberto. O tempo de hibridização entre Strep1(sonda):Strep2(alvo) foi otimizado e a detecção foi conduzida de forma direta e indireta, neste último caso, usando brometo de etídio como indicador. A plataforma foi capaz de reconhecer o DNA genômico da bactéria em soro humano. A performance do genossensor foi analisada frente a diferentes concentrações do DNA genômico, por meio da voltametria de pulso diferencial e a espectroscopia de impedância eletroquímica. Os limites de detecção obtidos em cada técnica foram de 54 ng mL-1 e 28 ng mL-1 respectivamente. O genossensor mostrou-se específico e seletivo. O sistema permaneceu estável até 60 dias de armazenamento. A análise topográfica da superfície do genossensor foi avaliada utilizando a microscopia de força atômica. Os resultados apresentados neste trabalho indicam que a plataforma poli(4-aminofenol)/Strep1 é promissora para o diagnóstico molecular da meningite pneumocócica em soro humano enriquecido.
Abstract: Pneumococcal meningitis are caused by the bacterium Streptococcus pneumoniae and presents a high rate of morbidity and mortality. Early diagnosis of the causative agent of meningitis is justified by its positive impact on clinical management, avoiding complications such as hearing loss, intellectual disability, motor abnormality and visual disturbances, reducing morbidity and mortality rates. The identification of microorganisms using biosensors has been widely studied and its efficiency constantly proven. Biosensors allow simple, fast, accurate and accessible tests. In this work, graphite electrodes modified with poly(4- aminophenol) was used for the immobilization of a probe sequence (Strep1) complementary for a specific target (Strep2), isolated from conserved regions of S. pneumoniae, aiming the development of a genosensor specific for pneumococcal meningitis. The electrodeposition of poly(4-aminophenol) on graphite electrode was confirmed using voltammetric techniques and scanning electron microscopy images. After surface modification with poly(4-aminophenol), the surface was functionalized with the specific probe for S. pneumoniae (Strep1), followed by its hybridization with the complementary target (Strep2). Results indicate that the presence of the polymer caused an increase in probe immobilization efficiency in almost 12%, monitoring the guanine peak when compared to the bare graphite electrode. The hybridization time between Strep1(probe): Strep2(target) was optimized and the detection was performed directly and indirectly. In the second case, ethidium bromide was used as an indicator. The platform was able to recognize the genomic DNA of the bacterium in human serum. The performance of the genosensor was analyzed against different concentrations of the solution containing genomic material of the bacteria, through differential pulse voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. The detection limits were 54 ng mL-1 and 28 ng mL-1 in each technique respectively. The platform presented characteristics such as specificity and selectivity. The system remain stable during 60 days stocked. Topographic analysis of the genosensor surface were evaluated by atomic force microscopy. The results presented in this work indicate that the poly(4-aminophenol)/Strep1 platform is promising for the molecular diagnosis of pneumococcal meningitis in enriched human serum.
Keywords: Química
Meningite - Diagnóstico
Biossensores
Eletrodo modificado
Genossensor
Meningite pneumocócica
Modified electrode
Pneumococcal meningitis
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Química
Quote: FERREIRA, Fábio de Pádua. Desenvolvimento de genossensor eletroquímico para diagnóstico de meningite pneumocócica. 2017. 79 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18654
Date of defense: 31-Jan-2017
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