Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18671
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Preparação, caracterização e aplicação da plataforma baseada em óxido de grafeno reduzido e polifácido 3-hidroxifenilacético) para diagnóstico do vírus da dengue
Alternate title (s): Preparation, characterization and application of the platform based on reduced graphene oxide and poly (3-hydroxyphenylacetic acid) for the diagnosis of dengue virus
Author: Silva, Jussara Vieira da
First Advisor: Madurro, João Marcos
First coorientator: Brito-Madurro, Ana Graci
First member of the Committee: Vieira, Iolanda Cruz
Second member of the Committee: Santos, André Luiz dos
Third member of the Committee: Matencio, Tulio
Fourth member of the Committee: Siquieroli, Ana Carolina Silva
Summary: A dengue é uma doença infecciosa aguda transmitida pela picada do mosquito Aedes aegypti infectado. Essa doença é considerada um dos principais problemas de saúde pública do mundo. A evolução da dengue é rápida e os sintomas são inespecíficos podendo ser confundidos com os de outras doenças infecciosas. Neste caso, um diagnóstico clínico é difícil sendo necessário um diagnóstico laboratorial. Os biossensores são uma alternativa interessante devido à possibilidade de produzir dispositivos de baixo custo, sensíveis, miniaturizados e simples para diagnóstico descentralizado. Neste trabalho, foi explorada uma plataforma baseada em óxido de grafeno reduzido (OG-r) e poli(ácido 3-hidroxifenilacético, a qual foi empregada para diagnóstico do vírus da dengue do tipo 3, por voltametria de pulso diferencial. O óxido de grafeno (OG) e óxido de grafeno reduzido (OG-r) foram obtidos a partir da oxidação do grafite pelo método de Hummers e redução química com hidrazina, respectivamente. As modificações químicas dos materiais foram confirmadas por espectroscopia no infravermelho. Imagens de microscopia de força atômica (AFM) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelaram que o OG apresenta uma espessura de cerca de 1,27 nm e que o OG-r tem uma estrutura enrugada. Estudos de voltametria cíclica (VC) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) evidenciaram que o OG-r apresenta propriedades eletroquímicas superiores ao OG e o eletrodo de ouro sem modificação. O eletrodo modificado com OG-r favorece a formação de um nanocompósito polimérico com propriedades eletroquímicas superiores, quando comparado ao eletrodo sem modificação. A plataforma apresentou boa estabilidade eletroquímica após estocagem durante l2o dias. Além disso, apresentou eficiência para imobilização e hibridização de oligonucleotídeos, tanto pela oxidação eletroquímica direta da guanina quanto por oxidação indireta usando o intercalador eletroativo (brometo de etídio). Esses resultados mostraram que a plataforma pode ser aplicada para o desenvolvimento de genossensores. O peptídeo mimético foi imobilizado covalentemente sobre a plataforma. Esse processo foi confirmado por VC, EIE e AFM. O biossensor reconheceu anticorpos IgM presentes em amostras de soro de pacientes infectados com o vírus da dengue em altas diluições (1:1.000 e 1:10.000), evidenciando a sensibilidade do sistema. Além disso, foi capaz de discriminar qualitativamente amostras de soro de pacientes com dengue dos controles saudáveis, por diferentes técnicas de detecção. O biossensor manteve- se funcional após 40 dias de estocagem, mantendo 90,1 % da sua capacidade inicial. Devido à alta sensibilidade do sistema e a utilização de amostras reais, o biossensor é promissor para sua aplicabilidade em diagnósticos clínicos específicos, na fase crítica da doença e em tempo real.
Abstract: Dengue is an acute infectious disease transmitted by the sting of the infected mosquito Aedes aegypti. It is considered one of the main public health problem worldwide. The evolution of dengue is fast and the symptoms are unspecific and can be mistaken with other infectious illness. In this case, clinical diagnosis is difficult, making necessary a medical laboratory. Biosensors are an interesting alternative due to the possibility of producing low-cost, sensitive, miniaturized and simple devices for decentralized diagnosis. This work was explored a platform based on reduced graphene oxide (OG- r) and poly (3-hydroxyphenylacetic acid), for diagnosis of dengue virus type 3 by differential pulse voltammetry. Graphene oxide (OG) and OG-r were obtained from the oxidation of graphite by the Hummers method and chemical reduction with hydrazine, respectively. The chemical modifications of the materials were confirmed by Infrared Spectroscopy. Images of atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM) revealed that the OG has a thickness of 1.27 nm and that the OG- r has a wrinkled structure. Cyclic voltammetry (VC) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) showed that the OG-r presents electrochemical properties superior to the OG and the gold electrode without modification. The electrode modified with OG- r provides the formation of a polymeric nanocomposite with superior electrochemical properties, in comparison to the electrode without modification. The platform presented good electrochemical stability after a storage time of 120 days. In addition, it exhibited high efficiency for immobilization and oligonucleotide hybridization by both direct electrochemical oxidation of guanine and indirect oxidation using the electroactive intercalator (ethidium bromide). These results showed that the platform can be applied to the development of genosensors. The mimetic peptide was immobilized covalently on the platform and this process was confirmed by Cv, EIE and AFM. The biosensor recognized IgM antibodies present in serum samples from patients infected with dengue virus at high dilutions (1:1000 and 1:10000), evidencing the high sensitivity of the system. In addition, it was able to qualitatively discriminate serum samples from dengue patients from healthy controls by different detection techniques. The biosensor remained functional after 40 days of storage, maintaining 90.1% of its initial capacity. Thus, due to the high sensitivity of the system and the use of real samples, this biosensor becomes promising for specific clinical diagnoses, can be used in the critical phase of the disease and in real time.
Keywords: Química
Dengue - Diagnóstico
Grafeno
Biossensores
Ácido 3-hidroxifenilacético
Peptídeo mimético
Nanocompósito polimérico
Biossensor eletroquímico
Graphene
3-hydroxyphenylacetic acid
Mimetic peptide
Polymeric nanocomposite
Electrochemical biosensor
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: SILVA, Jussara Vieira da. Preparação, caracterização e aplicação da plataforma baseada em óxido de grafeno reduzido e polifácido 3-hidroxifenilacético) para diagnóstico do vírus da dengue. 2017. 133 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017. Disponível em http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2017.90
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2017.90
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18671
Date of defense: 28-Mar-2017
Appears in Collections:TESE - Química

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
PreparacaoCaracterizacaoAplicacao.pdfTese57.74 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.