Pós Graduação em Química

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PPGQ - Programa de Pós Graduação em Química

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    Desenvolvimento de um imunossensor impedimétrico para a doença de Chagas utilizando transdutor a base de nanopartículas metálicas e filmes poliméricos
    (UFVJM, 2023) Almeida, Andressa de Oliveira; Ferreira, Lucas Franco; Rodrigues, Helen Martins; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Ferreira, Lucas Franco; Franco, Débora Vilela; Franco, Diego Leoni
    Este estudo investigou a modificação de eletrodos de grafite de lapiseira (PGE) com cinco monômeros diferentes, a saber: 2-aminobenzamida (2-ABZ), ácido 4-aminobenzóico (4-ABA), ácido 4-hidróxidobenzóico (4-HBA), ácido 4-hidrofeniacético (4-HFA) e o ácido 4-aminofenilacético (4-AFA), e a incorporação de nanopartículas de prata (AgNPs) para desenvolver um imunossensor impedimétrico para a doença de Chagas. O tratamento eletroquímico dos PGE foi otimizado para garantir uma maior eficiência no uso desses eletrodos, avaliando PGEs das marcas Cis, Faber Castell, Tris e Pentel. Todos os monômeros foram eletropolimerizados sobre os PGE, o que funcionalizou a superfície dos eletrodos. Estudos de caracterização eletroquímica dos eletrodos modificados foram realizados, incluindo a avaliação do tipo de eletrólito suporte utilizado (H2SO4 ou HClO4). Todos os filmes poliméricos obtidos apresentaram eletroatividade sobre o PGE, indicando a eficiência da modificação dos eletrodos. Foram sintetizadas e caracterizadas AgNPs, as quais foram imobilizadas de forma satisfatória sobre os PGE modificados. No entanto, elas não apresentaram mudanças significativas no desempenho do imunossensor. Em seguida, imobilizou-se o biorreceptor (antígeno recombinante IBMP 8) sobre cada plataforma funcionalizada, e estudos de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) mostraram que o poli(4-HFA) foi a plataforma mais eficiente no reconhecimento dos anticorpos anti-T. cruzi. Análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV) para o PGE/poli(4-HFA) em comparação ao PGE não modificado mostraram a adsorção do polímero sobre o eletrodo. Albumina de soro bovino (BSA) e caseína foram investigadas como proteínas de bloqueio, sendo o BSA 0,01% com tempo de 10 min a melhor condição. As condições otimizadas para a imobilização do IBMP 8 foram obtidas com 32 ng/mL durante 30 minutos. A melhor diluição das amostras e o melhor tempo de resposta do imunossensor foram obtidos com diluição de 1:320 e 30 minutos de resposta. A resposta do imunossensor para possíveis reações cruzadas com outras doenças como: leishmaniose tegumentar americana, leishmaniose visceral, vírus da hepatite B, vírus da imunodeficiência humana, toxoplasmose e SARS-CoV-2, apresentou resultados muito satisfatórios, mostrando apenas 13,6% de reação cruzada com leishmaniose visceral em relação aos anticorpos anti-T. cruzi. Esses resultados indicam que a utilização dos PGE na construção de imunossensores é uma proposta promissora para a detecção rápida e precisa da doença de Chagas.
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    Desenvolvimento e caracterização de eletrodos de grafite funcionalizados com filmes de homopolímeros, copolímeros e bicamadas para uso em biossensores
    (UFVJM, 2020) Santos, Paulo César Melquíades; Ferreira, Lucas Franco; Martins, Hélen Rodrigues; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Ferreira, Lucas Franco; Franco, Débora Vilela; Franco, Diego Leoni
    Polímeros condutores são conhecidos por atuarem como excelentes materiais para imobilização de biomoléculas e rápida transferência de elétrons para a fabricação de biossensores eficientes, uma vez que, possuem grupos funcionais preservados que podem promover melhorias significativas na adsorção e interação da interface biomolécula/transdutor, evitando-se assim efeitos indesejados como, por exemplo, o de lixiviação do componente imobilizado. Neste sentido, foi investigada a eletropolimerização dos monômeros anilina (ANI), o-hidroxibenzamida (OHBA), o-aminobenzamida (OABA) e o-aminofenol (OAF) na forma de monocamada, bicamada e copolímeros sobre eletrodos de grafite, utilizando-se voltametria cíclica, para construção e desenvolvimento de plataformas eletroquímicas funcionalizadas. Foram avaliadas 22 plataformas eletroquímicas onde observou-se diferenças entre as respostas eletroquímicas das bicamadas e dos copolímeros, sugerindo que, a copolimerização não é apenas uma sobreposição dos homopolímeros como ocorre nas bicamadas. Realizou-se caracterização eletroquímica e morfológica das plataformas funcionalizadas por Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE), Voltametria Cíclica (VC) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Observou-se que as plataformas funcionalizadas derivadas dos monômeros ANI, OAF e OABA apresentaram caráter majoritariamente catiônico, enquanto plataformas funcionalizadas derivadas do monômero OHBA apresentaram caráter majoritariamente aniônico. Análises de MEV possibilitaram observar diferenças morfológicas entre as plataformas funcionalizadas e o eletrodo de grafite (EG) não modificado, comprovando a modificação da superfície dos EG pelos polímeros formados. Os resultados obtidos por EIE comprovaram as observações feitas nas análises de VC para as plataformas funcionalizadas na presença das sondas redox. As plataformas funcionalizadas foram aplicadas em estudos iniciais do desenvolvimento de um imunossensor impedimétrico, através da imobilização dos antígenos recombinantes JL7, 1F8 e B13 para detecção de anticorpos da doença de Chagas em amostras clínicas. Os imunossensores desenvolvidos utilizando-se as plataformas POABA, POAF_sobre_POHBA, POHBA_sobre_POAF e POHBA_sobre_POABA mostraram-se promissoras, uma vez que apresentaram especificidade de 338%, 282%, 294% e 183% respectivamente e, portanto, melhores desempenhos quando comparadas às demais.
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    Eletrossíntese, caracterização e aplicação de filmes poliméricos de poli(ácido 2-hidroxicinâmico) em imunossensores impedimétricos para diagnóstico de leishmaniose visceral em amostras de soros caninos
    (UFVJM, 2017) Xavier, Marcelo de Sousa; Ferreira, Lucas Franco; Martins, Helen Rodrigues; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Ferreira, Lucas Franco; Santos, Wallans Torres Pio dos; Franco, Diego Leoni
    A Leishmaniose Visceral Canina (LVC) é considerada um problema de saúde pública causada por um protozoário do gênero Leishmania que acomete cães, o qual no ciclo urbano de transmissão é o principal reservatório. Neste trabalho, investigou-se o desenvolvimento de um imunossensor impedimétrico sobre eletrodos de grafite (EG) e eletrodos impressos de óxido de grafeno (EIG) modificados com filmes poliméricos para detecção de Leishmaniose infantum em amostras de soros caninos. Os EG e o EIG foram modificados pela eletrodeposição do ácido 2-hidroxicinâmico (2-HCA). A eletropolimerização do 2-HCA foi realizada por voltametria cíclica (VC), utilizando-se solução monomérica 2,50 mM preparada em H2SO4 0,50 M contendo 1,0 mL de etanol. Para o EG utilizou-se 100 ciclos de potencial na faixa de +0,20 a +1,20 V a 50 mV/s e para o EIG 15 ciclos consecutivos de potencial de 0,00 a +1,00V a 100 mV/s. Para ambos os eletrodos modificados o poli(2-HCA) apresentou características adsortivas e eletroativas. Estudos de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) foram realizados para avaliar as propriedades elétricas dos eletrodos modificados. Para o EG/2-HCA utilizou-se o circuito equivalente descrito como (Rs(RQp)(Qdl[RtcW]) onde obteve-se o valor de resistência a transferência de carga (Rtc) de 13,2 kΩ, enquanto que para EIG/2-HCA o circuito equivalente proposto foi o de Randles, no qual o valor de Rtc foi de 4,2 kΩ. Visando a miniaturização do sistema, optou-se pelo desenvolvimento do biossensor sobre os EIG. Desta forma, foram colocados sobre a superfície dos EIG/2-HCA, utilizando a técnica de adsorção, 35 µL de diferentes concentrações do antígeno L. infantum (Ag) (15, 30, 50, 70 e 100 µg/mL), sendo realizados testes de interação com amostras de soros caninos contendo os anticorpos positivos (Ac+) de L. infantum em diferentes proporções 1:80, 1:160, 1:320, 1:640 e 1:1280 diluídos em tampão HBS-EP pH 7,40 com 20 minutos de interação a 37 °C. Os melhores resultados foram obtidos utilizando-se o antígeno em concentração de 50 µg/mL durante 20 min a 37 ºC e a diluição do soro de 1:320. Posteriormente, avaliou-se o tempo de imobilização do Ag e de imunorreação Ag-Ac em 20, 40 e 60 minutos. Obteve-se 20 min de como tempo ideal de imobilização de Ag e para imunorreação Ag-Ac+. Após otimização destes parâmetros, avaliou-se a resposta do imunossensor na presença de amostras de soros caninos diagnosticados como positivos (Ac+) e negativos (Ac-) para Leishmaniose infantum, onde observou-se valores de Rtc para o sistema Ag-Ac+ 82% maior do que o obtido para o Ag-Ac-, demonstrando margem de segurança confiável no reconhecimento do analito de interesse. O imunossensor proposto para detecção de Leishmaniose infantum apresentou boas perspectivas para aplicação ao diagnóstico da doença, podendo-se tornar mais uma alternativa para realização de testes rápidos e de simples aplicação para detecção de LVC.