Desenvolvimento e caracterização de imunossensor eletroquímico para detecção de câncer de tireoide diferenciado

Moraes, Maria Oneide Silva de; http://lattes.cnpq.br/7855480769072653; https://orcid.org/0000-0003-2605-4413

Tese

Desenvolvimento e caracterização de imunossensor eletroquímico para detecção de câncer de tireoide diferenciado

Os imunossensores eletroquímicos aplicados na área biomédica são dispositivos construídos baseados em métodos de alta sensibilidade e precisão, requisitos fundamentais para o monitoramento de biomarcadores em pacientes em tratamento de câncer diferenciado de tireoide. Os nanocompósitos poliméricos s...

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Autor principal:	Moraes, Maria Oneide Silva de
Outros Autores:	http://lattes.cnpq.br/7855480769072653, https://orcid.org/0000-0003-2605-4413
Grau:	Tese
Idioma:	por
Publicado em:	Universidade Federal do Amazonas 2020
Assuntos:	Imunossensores eletroquímicos Materiais nanoestruturados Tireóide - Câncer - Diagnóstico Anticorpos CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA: QUÍMICA Imunossensores eletroquímicos Nanocompósitos poliméricos Tireoglobulina Anticorpos anti-Tireoglobulina Sistema estreptavidina-biotina
Acesso em linha:	https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7599

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Os nanocompósitos poliméricos são alternativas promissoras para a produção de biossensores devido as propriedades únicas. Neste trabalho, desenvolveu-se um imunossensor eletroquímico e caracterizou o uso de nanocompósitos poliméricos como plataforma para imobilização de anticorpos anti-tireoglobulina biotinilados (anti-Tg) para detecção de tireoglobulina (Tg). Primeiramente, usou-se três matrizes poliméricas para produção dos nanocompósitos, como acetato de celulose, EuDragit-100® e fluoreto de poli(vinilideno) (PVDF) contendo nanopartículas de TiO2. O nanocompósito a base de PVDF apresentou melhor perfil eletroquímico, então foram preparados mais três nanocompósitos utilizando PVDF contendo nanotubos de TiO2, óxido de grafeno e nanopartículas de ouro, respectivamente. Foi realizado um estudo eletroquímico preliminar relacionado à imobilização de estruturas de DNA e albumina sérica (BSA - bovine serum albumin) sobre eletrodos semicondutores de TiO2/ITO/vidro a fim de avaliar a imobilização destas estruturas biológicas sobre TiO2, empregando técnicas eletroquímicas e espectroscópicas de fotoemissão (XPS). Para a plataforma de imobilização dos anti-Tg biotinilado, foi incorporado na matriz polimérica micropartículas de óxido de ferro revestidas com estreptavidina (MPs) para a formação do sistema estreptavidina-biotina. Os filmes nanocompósitos foram obtidos por spin coating, eletrospinning e casting, empregando quatro eletrodos: eletrodo de ITO, eletrodo de ouro, eletrodo de carbono vítreo e eletrodo de ouro screen-print (C220 AT, Dropsens®). Os nanocompósitos poliméricos foram caracterizados por técnicas eletroquímicas, FTIR, MEV, mapeamento elementar, XPS, energia livre superficial e ângulo de contato. Os parâmetros de concentração das soluções poliméricas, massa de nanopartículas incorporada e a imobilização dos anticorpos anti-Tg sobre os eletrodos modificados foram caracterizados por voltametria cíclica. Foram realizados ensaios de incubação e de interferência, assim como, também, foram otimizados volume de deposição de anti-Tg, de Tg, do tempo de incubação utilizando voltametria de onda quadrada. Foram construídas curvas de analíticas dos filmes de PVDF-NP TiO2-MP, PVDF-NT TiO2-MP, PVDF-OxG-MP e PVDF-NP Au-MP relacionando a supressão do sinal de ioxi da sonda redox em função da concentração de Tg. Valores de R2, limite de detecção, limite de quantificação e fator de recuperação foram obtidos e comparados com valores de referência da Roche®. O sistema estreptavidina-biotina atribuiu aos imunossensores eletroquímicos obtidos uma ótima sensibilidade, especificidade, estabilidade e reprodutibilidade. Os imunossensores propostos foram capazes de determinar a Tg no nível ultrassensível, alcançando valores comparáveis ao LD de 0,04 ng/mL obtida pela Roche®. Os imunossensores apresentaram um grande potencial para monitorar os níveis de Tg em pacientes submetidos a tireoidectomia total e ablação de iodo radioativo para rastreamento de metástase de CDT. Electrochemical immunosensors applied in the biomedical field are devices built based on high sensitivity and precision methods, fundamental requirements for monitoring biomarkers in patients undergoing treatment for differentiated thyroid cancer. Polymeric nanocomposites are promising alternatives for biosensor production due to their unique properties. In this work, an electrochemical immunosensor was developed and characterized the use of polymeric nanocomposites as a platform for the immobilization of biotinylated anti-thyroglobulin (anti-Tg) antibodies for the detection of thyroglobulin (Tg). First, three polymeric matrices were used to produce nanocomposites, such as cellulose acetate, EuDragit-100® and poly(vinylidene) fluoride (PVDF) containing TiO2 nanoparticles. The PVDF-based nanocomposite presented better electrochemical profile, so three more nanocomposites were prepared using PVDF containing TiO2 nanotubes, graphene oxide and gold nanoparticles, respectively. A preliminary electrochemical study was performed related to the immobilization of DNA and serum albumin (BSA) structures on TiO2/ITO/glass semiconductor electrodes in order to evaluate the immobilization of these biological structures on TiO2, using electrochemical and spectroscopic techniques photoemission (XPS). For the biotinylated anti-Tg immobilization platform, streptavidin-coated iron oxide microparticles (MPs) were incorporated into the polymer matrix for the formation of the streptavidin-biotin system. Nanocomposite films were obtained by spin coating, electrospinning, and casting, employing four electrodes: ITO electrode, gold electrode, glassy carbon electrode, and screen-print gold electrode (C220 AT, Dropsens®). The polymeric nanocomposites were characterized by electrochemical techniques, FTIR, SEM, elemental mapping, XPS, surface free energy, and contact angle. The concentration parameters of the polymeric solutions incorporated nanoparticle mass and the immobilization of anti-Tg antibodies on the modified electrodes were characterized by cyclic voltammetry. Incubation and interference assays were performed, as well as optimized anti-Tg, Tg deposition time, and incubation time using square wave voltammetry. Analytical curves were constructed from PVDF-NP TiO2-MP, PVDF-NT TiO2-MP, PVDF-OxG-MP, and PVDF-NP Au-MP films relating the suppression of the redox probe ioxi signal as a function of Tg concentration. R2 values, detection limit, quantitation limit, and recovery factor were obtained and compared with Roche® reference values. The streptavidin-biotin system attributed to the obtained electrochemical immunosensors optimum sensitivity, specificity, stability, and reproducibility. The streptavidin-biotin system attributed to the obtained electrochemical immunosensors optimum sensitivity, specificity, stability, and reproducibility. The proposed immunosensors were able to determine Tg at the ultrasensitive level, reaching values comparable to the LD of 0.04 ng/mL obtained by Roche®. Immunosensors have great potential to monitor Tg levels in patients undergoing total thyroidectomy and radioactive iodine ablation to screen for CDT metastasis. CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior 2020-01-09T14:35:11Z 2019-11-13 Tese MORAES, Maria Oneide Silva de. Desenvolvimento e caracterização de imunossensor eletroquímico para detecção de câncer de tireoide diferenciado. 2019. 114 f. Tese (Doutorado de Química) – Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2019. https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7599 por Acesso Aberto image/jpeg application/pdf Universidade Federal do Amazonas Instituto de Ciências Exatas Brasil UFAM Programa de Pós-graduação em Química
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