Desenvolvimento de genossensores utilizando microbalança de cristal de quartzo e técnicas eletroquímicas / Genossensors development using quartz crystal microbalance and electrochemical techniques

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2011

RESUMO

A proliferação de algas tóxicas em diferentes oceanos pode causar perdas econômicas e ambientais devido a mortandade de animais marinhos como moluscos e peixes devido as toxinas que estas liberam no ambiente. Os motivos que levam a proliferação destas algas não são completamente compreendidos e desta forma o monitoramento das algas é de extrema importância. Neste sentido, os genossensores aparecem como ferramentas promissoras para a detecção de florações tóxicas em águas costeiras, uma vez que oferecem a possibilidade de detecção in situ com alta sensibilidade e seletividade. Neste projeto estudou-se os processos de hibridação de moléculas de DNA sem o uso de moléculas marcadoras utilizando técnicas microgravimétricas e eletroquímicas. Foram utilizadas como sondas sequências parciais de oligonucleotídeos do gene que codifica o RNA ribossômico de sub-unidade de microalgas da espécie Alexandrium. Estas espécies de algas produzem neurotoxinas, que podem acumular em moluscos e são responsáveis por danos à saúde humana. A sonda de DNA foi imobilizada por quimissorção na superfície de um cristal de quartzo de 9 MHz oscilando no terceiro harmônico, 27 MHz. Após a imobilização da sonda de DNA, os cristais foram expostos a moléculas alvo de DNA com sequência complementar à sonda e o processo de hibridação foi monitorado em tempo real. A porcentagem de recobrimento da superfície do cristal e a cinética de hibridação foram monitorados pela microbalança de cristal de quartzo (QCM). A área do cristal no qual as moléculas de DNA não foram imobilizadas foi preenchida com o reagente 6-mercapto 1-hexanol (MCH) e observou-se uma melhora na eficiência de hibridação. As técnicas de voltametria cíclica (VC) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) foram usadas como um sistema para detecção da sonda de DNA imobilizada e sua hibridação com o xvi alvo complementar, sem o uso de moléculas marcadoras. Estes eventos foram monitorados por meio da mudança nas propriedades elétricas do eletrodo em meio contento o par redox Fe(CN)6 3-/4- antes e após a imobilização e hibridação. As análises dos espectros de impedância mostraram um aumento na Rtc após a formação da dupla fita de DNA, ao passo que os valores de capacitância permaneceram inalterados após as modificações do eletrodo. O uso do MCH durante as medidas eletroquímicas aumentou a eficiência da hibridação, concordando com os resultados obtidos com a técnica de QCM. A técnica de microscopia eletroquímica de varredura (SECM) foi utilizada para avaliar o processo de transferência de carga, antes e após as modificações com as moléculas de DNA. Os resultados obtidos com a técnica de SECM (curvas de aproximação) estão qualitativamente de acordo com os resultados obtidos por meio das técnicas de QCM, CV e EIS com o par redox Fe(CN)6 3-/4-. Um sistema de arranjos de microeletrodos para DNA foi construído e avaliado, apresentando uma boa resposta na detecção de diferentes sequências de ácido nucléico simultaneamente. O genossensor desenvolvido permitiu distinguir entre sondas e alvos com sequências diferentes, complementares e não complementares. O procedimento utilizado para a regeneração do genossensor permitiu sua reutilização por no mínimo vinte vezes, sem perda na sensibilidade de detecção.

ASSUNTO(S)

genossensores microbalança de cristal de quartzo eletroquímica - técnica quimica analitica

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