Síntese de solução coloidal de nanopartículas de ouro para aplicação em dispositivos de detecção de biomarcadores

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Moraes, Duane da Silva
• Orientador(a): Rocha, Tatiana Louise Avila de Campos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Vale do Rio dos Sinos
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
• Departamento: Escola Politécnica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Nanopartículas de ouro; Citrato de sódio; Borohidreto de sódio; Biossensores; Funcionalização
• Palavras-chave em Inglês: Polietilenoimina; Gold nanoparticles; Sodium citrate; Sodium borohydride; Biosensors; Functionalization; Polyethyleneimine
• Área do conhecimento CNPq: ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Elétrica
• Link de acesso: http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/11810

As nanopartículas de ouro (AuNPs) se tornaram fortes candidatas para aplicações em biossensores, uma vez que apresentam elevada condutividade elétrica e atividade catalítica, resistência à corrosão, biocompatibilidade, baixa citotoxicidade, alta estabilidade em fluidos biológicos e fácil funcionalização. Uma das metodologias mais consolidadas na literatura para a síntese de AuNPs consiste na redução química de íons Au3+ em ouro metálico através de agentes redutores químicos, sendo que qualquer alteração nos parâmetros da síntese, bem como a inserção de reagentes estabilizantes influencia no formato e tamanho das nanopartículas produzidas. Diante do exposto, esse trabalho tem como objetivo estudar a síntese de nanopartículas de ouro, visando a sua aplicação em biossensores. O processo metodológico foi dividido em três etapas: a primeira etapa consistiu no estudo do agente redutor mais adequado para a síntese de AuNPs, no qual avaliou-se os agentes Citrato de Sódio e Borohidreto de Sódio; na segunda etapa, avaliaram-se outros parâmetros da síntese, como velocidade de agitação, velocidade de adição do agente redutor e relação molar entre os agentes redutor e precursor; na terceira etapa, a solução de AuNPs escolhida como a síntese promissora foi funcionalizada com Polietilenoimina para ativação da sua superfície e possibilitar o acoplamento do bioreceptor. Todas as sínteses realizadas apresentaram a banda característica do ouro metálico entre 500 e 550 nm na análise de UV-visível, confirmando a formação das nanopartículas de ouro. As soluções coloidais sintetizadas com Citrato de Sódio apresentaram coloração mais intensa, além do método experimental ser mais simples e demandar menos tempo de reação, em comparação às AuNPs produzidas com Borohidreto de Sódio. As análises de caracterização das amostras da segunda etapa revelaram que quanto maior a velocidade de agitação do sistema, maior será a velocidade de difusão das espécies químicas em solução e menor será o tamanho das nanopartículas de ouro. Em relação à razão molar entre os reagentes precursor e redutor adicionados à síntese, pode-se concluir que existe uma relação molar ideal e que maiores ou menores concentrações do agente redutor na solução contribui para um aumento no tamanho das AuNPs. Por fim, quanto à velocidade de adição do agente redutor no meio reacional, pode-se inferir que uma adição mais lenta ocasiona a produção de nanopartículas maiores, com variabilidade de tamanhos e aglomerados. Os resultados da terceira etapa do trabalho apresentaram a possibilidade de funcionalizar as nanopartículas de ouro com Polietilenoimina, que interage com as AuNPs por forças de Van der Waals. A caracterização eletroquímica de eletrodos comerciais modificados com as nanopartículas de ouro funcionalizadas revelou uma redução significativa na resistência à transferência de cargas quando comparado com o dispositivo não modificado, devido à capacidade condutiva das AuNPs, contribuindo para o aumento na sensibilidade dos eletrodos em detectar reações químicas/biológicas. Assim, conclui-se que é possível aplicar a solução de nanopartículas de ouro funcionalizadas produzidas neste trabalho na construção de biossensores e que o próximo passo do estudo deve focar no acoplamento do bioreceptor que dependerá, por sua vez, do biomarcador alvo do diagnóstico.