Desenvolvimento de um biossensor de transistor de efeito de campo baseado em grafeno para detectar aflatoxina B1

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Paulo Alexandre Alves de Almeida Neves
• Orientador(a): Paulo Sérgio Lacerda Beirão
• Banca de defesa: Ronaldo Alves Pinto Nagem, Ary Corrêa Júnior, Cecília de Carvalho Castro e Silva, Luiz Guilherme Dias Heneine
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Imunologia
• Departamento: ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Aflatoxina B1; Grafeno; Biossensor; GFET
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/31003

A aflatoxicose é a intoxicação provocada pela ingestão de aflatoxina por intermédio de alimentos e rações contaminados. Há um grande interesse tanto do meio acadêmico quanto tecnológico na utilização de sensores miniaturizados e relativamente baratos para a detecção de aflatoxina B1. O desenvolvimento de biossensores para diagnóstico é alvo de várias pesquisas e o grafeno surge como modelo para essa aplicação devido às suas propriedades físico-químicas únicas. A realização deste projeto proposto se justifica pela escassez de informações sobre os sensores efetivos da exposição à aflatoxina B1, dada ausência de biossensores que possibilitem esse diagnóstico e visa desenvolver método para ser utilizado como dispositivo do tipo point-of-care para detectar e quantificar a aflatoxina B1-N7-guanina oriundo da ingestão dietética de aflatoxina B1. O grafeno utilizado foi crescido por método de deposição química em fase vapor. Um método de transferência eletroquímica foi utilizado para se retirar o grafeno de seu substrato de crescimento. O dispositivo foi construído contendo um canal de silicone fechado com aberturas unicamente para entrada das soluções da reação e do eletrodo de medição. A área do grafeno foi delimitada por fotolitografia a pequenos retângulos microscópicos sobre contatos de ouro. O grafeno foi funcionalizado com uma solução contendo um linker, o ácido 1-pirenobutanoico éster N-hidroxisuccinimida, uma molécula capaz de interagir com o grafeno e proteínas. A condição intrínseca do grafeno construído em cada chip fabricado foi caracterizada eletricamente por curvas de corrente por tensão de fonte e dreno (IFD × VFD) para todos os conjuntos de eletrodos produzidos. Amostras obtidas do crescimento realizado no laboratório apresentam resistências da ordem de 800 a 3 kΩ. Para averiguar que o grafeno produzido era composto por uma monocamada, algumas medidas de espectroscopia Raman foram realizadas e ensaios de microscopia de fluorescência foram feitos para se determinar a adesão de anticorpos anti-aflatoxina ao grafeno. Com o intuito de utilizar o grafeno como um biossensor, foram avaliados o comportamento e a resposta deste ao efeito de campo por meio da verificação das curvas IFD × VFD. Uma análise de microscopia de força atômica foi realizada para se visualizar a distribuição em nível nanométrico do conjunto linker e proteína. Os dados ilustram uma relação linear dentro da faixa de 0 a 50 nmol/L com R² = 0,977. O limite de detecção de aflatoxina B1-N7-guanina foi calculado em 3,26 nmol/L. Este trabalho apresenta como perspectivas empregar os sensores de grafeno para detecção de aflatoxina B1-N7-guanina atribuindo confiabilidade no diagnóstico rápido de intoxicação e exposição à aflatoxina B1.