Síntese e caracterização de nanopartículas anisotrópicas de Au para a construção de biossensores plasmônicos

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Peixoto, Linus Pauling de Faria
• Orientador(a): Andrade, Gustavo Fernandes Souza
• Banca de defesa: Silva, Júlio César Martins da , Faria, Dalva Lúcia Araújo , Silva, Maurício Antônio Pereira da , Lowinsohn, Denise
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Química
• Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Biossensores; Plasmônica; Nanopartículas anisotrópicas de ouro; LSPR; SERS; SEF; Biosensors; Plasmonics; Anisotropic gold nanoparticles
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12146

A presente tese de doutorado teve como objeto de estudo a síntese e caracterização de nanopartículas anisotrópicas de Au (AuNPs) e sua aplicação como biossensores plasmônicos utilizando a ressonância de plasmon de superfície localizado (LSPR), espalhamento Raman intensificado por superfície (SERS) e fluorescência intensificada por superfície (SEF). Foram sintetizadas três diferentes nanoestruturas de Au: Nanobastões (AuNRs); nanobipirâmides (AuNBs) e nanogalhos (AuNGs), utilizando o método de crescimento por partículas nucleadoras. Essas AuNPs anisotrópicas foram caracterizadas por espectroscopia no UV-VIS e microscopias eletrônica de varredura e transmissão. AuNRs apresentaram maior rendimento em suas preparações e, portanto, foram as nanoestruturas utilizadas na construção dos biossensores. Biossensores utilizando a técnica LSPR foram preparados em duas configurações diferentes. AuNRs em suspensão (S-AuNRs) e imobilizados sobre lâminas de vidro (AuNRs-chip). A imobilização em vidro foi realizada utilizando o 3-mercaptopropiltrimetoxisilano como molécula ligante entre o vidro/AuNRs e entre os AuNRs/AuNRS; esses substratos foram caracterizados por UV-VIS e microscopia de força atômica. Os S-AuNRs e AuNRs-chip apresentaram sensibilidades de 196 nm RIU-1 e 297 nm RIU-1 respectivamente, e figura de mérito (FOM) de 2,2 RIU-1 e 3,0 RIU-1. Os AuNRs-chip apresentaram um aumento de 18% na sensibilidade e 15% na FOM em relação a outros AuNRs da literatura. Os substratos tiveram sua superfície modificada para detecção de biomoléculas, como o anticorpo da albumina de soro bovino (anti-BSA), através da metodologia utilizando N′-etilcarbodiimida (EDC) e N-hidroxisuccinimida (NHS). Posteriormente, a BSA foi imobilizada na superfície e a detecção de anti-BSA ocorreu através da interação antígeno-anticorpo, observada pelo deslocamento da banda LSPR. Esse deslocamento foi similar para as duas configurações, apesar dos maiores valores de sensibilidade e FOM dos AuNRs-chip, indicando que o ambiente ao redor dos AuNRs influencia na eficiência da detecção. A detecção de anti-BSA pelas técnicas SERS e SEF foi realiza pelo método extrínseco, utilizando um imunoensaio sanduíche e as duas configurações de AuNRs em conjunto. As moléculas provas utilizadas para o SERS e SEF, foram os corantes azul do Nilo e IR-820 respectivamente. Na presença do analito, o biossensor SERS apresentou sinal duas vezes maior na média do que o branco, e uma quantidade maior de eventos positivos no mapeamento SERS digital. O biossensor SEF apresentou sinal três vezes maior na média que o branco e uma quantidade maior de eventos positivos no mapeamento SERS digital, indicando a detecção da anti-BSA através das duas técnicas. Os AuNBs e AuNGs se mostraram substratos SERS adequados, mostrando alta intensificação no sinal Raman do corante azul do Nilo. Os biossensores construídos nesse trabalho apresentaram boa performance, são simples, rápidos e de boa eficiência na detecção da anti-BSA.