Desenvolvimento de imunossensores eletroquímicos para detecção de biomarcadores da Malária

Gandarilla, Ariamna María Dip; http://lattes.cnpq.br/0355588799996874

Tese

Desenvolvimento de imunossensores eletroquímicos para detecção de biomarcadores da Malária

A infecção por malária constitui uma das principais doenças que afetam a população de muitos países do mundo, entre eles o Brasil, onde representa um grave problema de saúde pública, especialmente na região Amazônica. Atualmente, a procura por métodos simples, eficientes e de baixo custo para o diag...

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Autor principal:	Gandarilla, Ariamna María Dip
Outros Autores:	http://lattes.cnpq.br/0355588799996874
Grau:	Tese
Idioma:	por
Publicado em:	Universidade Federal do Amazonas 2022
Assuntos:	Análise eletroquímica Malária - Detecção Malária - Diagnóstico CIENCIAS EXATAS E DA TERRA: QUIMICA: FISICO-QUIMICA: QUIMICA DE INTERFACES CIENCIAS EXATAS E DA TERRA: QUIMICA: FISICO-QUIMICA: ELETROQUIMICA CIENCIAS EXATAS E DA TERRA: QUIMICA: QUIMICA INORGANICA: QUIMICA BIO-INORGANICA Imunossensores eletroquímicos Proteína rica em histidina 2 Malária Lactato desidrogenase Dihexadecil fosfato Polipirrol carboxilado
Acesso em linha:	https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8752

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Atualmente, a procura por métodos simples, eficientes e de baixo custo para o diagnóstico da doença vem sendo intensificada e o uso de materiais aplicados a sistemas de detecção bio-analítica baseados em elementos de reconhecimento (anticorpos e antígenos) representa uma alternativa promissora. Neste trabalho é proposto o desenvolvimento de imunossensores eletroquímicos para a detecção de biomarcadores da malária. Os dispositivos foram fabricados sobre eletrodos de ouro (disco (AuDE) ou impressos (AuSPE)) utilizando diferentes metodologias de funcionalização destes substratos: matriz polimérica de dihexadecil fosfato (DHP), filmes condutores (eletropolimerização de Poli(pirrol-pirrol carboxilado), P(Py-Py3COOH)) ou formação de camadas automontadas de compostos ligantes (cisteamina (Cis)/glutaraldeído (Glut)). As etapas de modificação dos eletrodos foram caracterizadas mediante técnicas microscópicas (microscopia eletrônica de varredura e microscopia de força atômica), espectroscópicas (espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia Raman e espectroscopia de energia dispersiva de raios X) e eletroquímicas (voltametria cíclica, voltametria de pulso diferencial (DPV) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS)). Foram realizados ensaios de otimização das variáveis analíticas (concentração de anticorpos e tempos de incubação de anticorpos e antígenos), detecção analítica das proteínas recombinantes mediante DPV, EIS ou ensaio de imunoabsorção ligado a enzima (ELISA), testes de interferentes e testes com amostras de soro humano incrementadas com antígeno. Os resultados mostraram que o imunossensor AuDE/DHP/Anti-PfHRP2(IgG) apresenta estabilidade, boa seletividade e alta sensibilidade, detectando concentrações do analito entre 10 e 400 ng mL-1, com limite de detecção (LD) de 3,3 ng mL-1 por EIS, entre 10 e 500 ng mL-1, com LD = 2,8 ng mL-1 por DPV e entre 15 e 125 ng mL-1, com LD = 5,5 ng mL-1 por ELISA. O imunossensor AuSPE/P(Py-Py3COOH)/Anti-PfHRP2(IgY)/BSA registrou uma boa sensibilidade por EIS e ELISA, na faixa de 100 a 1000 ng mL-1, com LD de 27,47 e 53,95 ng mL-1, respectivamente. O dispositivo mostrou ser seletivo para molécula alvo (PfHRP2), sem notável interferência dos outros compostos testados. O imunossensor AuDE/Cis/Glut/Anti-PvLDH(IgY)/BSA registrou uma resposta aceitável por DPV na faixa de 10 a 50 µg mL-1, com LD = 455 ng mL-1 e mostrou ser seletivo para a molécula alvo (PvLDH). Os três imunossensores exibiram um bom desempenho na detecção dos biomarcadores estudados e podem constituir uma ferramenta para o diagnóstico da malária causada por Plasmodium falciparum e Plasmodium vivax, as duas espécies predominantes no Brasil. Malaria is one of the most important infectious diseases that affect the population of many countries in the word, including Brazil, where it represents a serious public health problem, especially in the Amazon region. Currently, the development of simple, efficient, and low-cost methods for malaria diagnosis has intensified, and the application of biomaterials based on the use of antibodies and antigens in bioanalytical detection systems represents a promising alternative. In this work, we proposed the development of electrochemical immunosensors for detection of malaria biomarkers. The devices were fabricated on gold electrodes (disk (GE) or screen-printed (SPGE)) and using different methodologies of electrodes functionalization: polymeric matrix of dihexadecyl phosphate (DHP), conductive films (electropolymerization of Poly(pyrrole-pyrrole carboxylated), P(Py-Py3COOH)) or formation of self-assembled monolayers through the use of linkers (cysteamine (Cys)/glutaraldehyde (Glut)). The electrode modification steps were characterized by microscopic (scanning electron microscopy and atomic force microscopy), spectroscopic (Fourier-transform infrared spectroscopy, Raman spectroscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy) and electrochemical (cyclic voltammetry, differential pulse voltammetry (DPV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS)) techniques. The analytical variables were optimized (antibodies concentration and incubation times in antibodies and antigens) and were performed the analytical detection of the recombinant proteins by means of DPV, EIS or enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Also, tests of interfering molecules and tests with human serum samples spiked with antigen were carried out. The results showed that Ab-PfHRP2(IgG)/DHP/GE immunosensor present stability, good selectivity, and high sensitivity, detecting concentrations between 10 and 400 ng mL-1 of the target analyte, with a detection limit (LD) of 3.3 ng mL-1 by EIS, between 10 and 500 ng mL-1, with LD = 2.8 ng mL-1 by DPV, and between 15 and 125 ng mL-1, with LD = 5.5 ng mL-1 by ELISA. The BSA/Ab-PfHRP2(IgY)/P(Py-Py3COOH)/SPGE immunosensor registered a good sensitivity by EIS and ELISA in the concentration range of 100 to 1000 ng mL-1, with LD of 27.47 and 53.95 ng mL-1, respectively. The device proved to be selective for the target molecule (PfHRP2), without notable interference from the other compounds tested. The BSA/Ab-PvLDH(IgY)/Glut/Cys/GE immunosensor recorded an acceptable response by DPV from 10 to 50 µg mL-1, with LD = 455 ng mL-1, and proved to be selective for the target molecule (PvLDH). The three immunosensors exhibited a good performance for detection of the biomarkers studied and may constitute a tool for the diagnosis of malaria caused by Plasmodium falciparum and Plasmodium vivax, the two predominant species in Brazil. CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior 2022-03-16T21:51:38Z 2022-02-25 Tese GANDARILLA, Ariamna María Dip. Desenvolvimento de Imunossensores Eletroquímicos para detecção de Biomarcadores da Malária. 2022. 95 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2022. https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8752 por Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Amazonas Instituto de Ciências Exatas Brasil UFAM Programa de Pós-graduação em Química
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