Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37159
Document type: Tese
Access type: Acesso Embargado
Embargo Date: 2025-02-05
Title: Biossensores eletroquímicos para detecção de HIV
Alternate title (s): Electrochemical biosensors for HIV detection
Author: Moço, Anna Clara Rios
First Advisor: Madurro, Ana Graci Brito
First coorientator: Madurro, João Marcos
First member of the Committee: Wohnrath, Karen
Second member of the Committee: Oliveira, Ronaldo Júnio de
Third member of the Committee: Siquieroli, Ana Carolina Silva
Fourth member of the Committee: Kikuti, Elaine
Summary: A infecção por HIV ainda é uma preocupação global e o diagnóstico depende de testes onerosos e trabalhosos. Os biossensores eletroquímicos surgem como uma alternativa menos onerosa, sensível e específica, apesentando possibilidade de miniaturização e portabilidade. Este trabalho apresenta uma nova metodologia e de fácil construção de eletrodos screen printed (SPE) baseados em tinta de carbono e sua modificação com nanopartículas de ouro e 4-aminotiofenol (4-ATF) para detecção de RNA do HIV. A análise morfológica da sonda SPE/4-ATP/AuNps+DNA mostrou um valor de rugosidade aumentada, indicando que a monocamada de 4-ATF funciona como uma rede para conexão de nanopartículas de ouro funcionalizadas com sonda de oligonucleotídeos específicos ao alvo de RNA. A resposta do biossensor foi monitorada por detecção indireta por voltametria de pulso diferencial utilizando brometo de etídio como indicador de formação duplex e foi possível detectar até 6 cópias/Ml de RNA de HIV e faixa linear de 6 a 11000 cópias/mL. Outra plataforma genossensora foi desenvolvida com eletrodos modificados com quantum dots de grafeno decorados com l-cisteína e nanopartículas de ouro (cys-GQDs/AuNps). Essa plataforma melhorou a transferência eletrônica da sonda redox aniônica [Fe(CN)6]3−/4- na superfície do eletrodo e um aumento da área eletroativa de 37 vezes quando comparada ao eletrodo sem modificação. A detecção foi realizada de maneira label-free por voltametria de pulso diferencial, monitorando a resposta de corrente da sonda redox aniônica e atingiu um limite de detecção de1 fg/mL (1 cópia/mL). Ambas as plataformas foram validadas com amostrais reais de RNA de HIV e apresentam sensibilidade superior aos métodos convencionais de detecção.
Abstract: HIV infection is a global concern and diagnosis depends on costly and laborious tests. Electrochemical biosensors emerge as a less costly, sensitive and specific alternative, including the possibility of miniaturization and portability. This work presents a new methodology and easy construction of screen printed electrodes (SPE) based on carbon ink and its modification with gold nanoparticles and 4-aminothiophenol (4-ATP) for detection of HIV RNA. Morphological analysis of the SPE/4-ATP/AuNps+DNA probe showed an increased roughness value, indicating that the 4-ATP monolayer functions as a network for connecting functionalized gold nanoparticles with RNA-specific oligonucleotide probes. The biosensor response was indirectly monitored by differential pulse voltametry using ethidium bromide as a duplex formation indicator and it was possible to detect up to 6 copies/mL of HIV RNA and linear range from 6 to 11000 copies/mL. Another genossensor platform was developed with modified electrodes with grapheme quantum dots decorated with l-cysteine and gold nanoparticles (cys-GQDs/AuNps). This platform improved the electronic transfer of the anionic redox probe [Fe(CN)6]3−/4- on the electrode surface and an increase in the electroactive area of 37 times when compared to the electrode without modification. Detection was performed label free by differential pulse voltametry, monitoring the current response of the anionic redox probe. This platform had a detection limit of 1 fg/mL (1 copy/mL). Both platforms were validated with real HIV RNA samples and have superior sensitivity when compared to conventional methods.
Keywords: vírus da imunodeficiência humana
human immunodeficiency virus
eletrodo de carbono
carbon electrode
biossenssor eletroquímico
electrochemical biosensor
detecção de RNA do HIV
detection of HIV RNA
4-aminotiofenol
4-aminothiophenol
nanopartículas de ouro
gold nanoparticles
quantum dots de grafeno
graphene quantum dots
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
Subject: Genética
HIV (Vírus) - Detecção
Carbono - Eletrodos
Ouro - Nanopartículas
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Genética e Bioquímica
Quote: MOÇO, Anna Clara Rios. Biossensores eletroquímicos para detecção de HIV. 2023. 123 f. Tese (Doutorado em Genética e Bioquímica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.7006.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.7006
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37159
Date of defense: 27-Jan-2023
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