Biossensor condutométrico sem contato para detecção de cisplatina: fabricação e desenvolvimento de método de baixo custo

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Michilini, Larissa Meneghin
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: biosensor; biossensor; C4D; cisplatin; cisplatina; Glutathione-S-Transferase; Glutationa-S-Transferase
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-22092025-135135/

Este trabalho descreve o desenvolvimento de um biossensor baseado na técnica de detecção condutométrica sem contato acoplada capacitivamente (C4D, do inglês capacitively coupled contactless conductivity detection) e a utilização da enzima Glutationa-S-Transferase (GST) como biorreceptor para a determinação do fármaco antitumoral cisplatina. O biossensor é capaz de detectar a cisplatina, por meio da reação de catálise mediada pela GST na formação do complexo com a Glutationa reduzida (GSH) e cisplatina. A utilização da técnica baseada em C4D, é vantajosa nesse contexto, pois evita problemas comuns de deterioração dos eletrodos e contaminação das amostras, além de não necessitar de reagentes adicionais ou etapas complexas de limpeza dos eletrodos. Esse método destaca-se por sua simplicidade, portabilidade e baixo custo, tornando o dispositivo adequado para análises ambientais de rotina. Na construção do biossensor, foram utilizados eletrodos de cobre, em placas de circuito impresso (PCB), isolados eletricamente por uma camada de poli(dimetilsiloxano) (PDMS), sobre a qual a fase biossensora foi construída. Com o intuito de melhorar os níveis de detecção, estudos de sensibilidade com base em parâmetros da curva analítica foram conduzidos, tais como espessura do dielétrico e utilização de agentes dopantes como TiO2 e óxido de grafeno reduzido (rGO). Foram obtidas mínimas variações entre medições (3,77%) e entre dispositivos (6,65%). Os parâmetros para os ensaios de interações biomoleculares posteriores foram: filme de PDMS como dielétrico, dopado com TiO2, reagente 3- aminopropil(trietoxisilano) responsável pela silanização da superfície, glutaraldeído como agente reticulante e imobilização da enzima GST. Posteriormente, estudos de caracterização foram realizados para as superfícies modificadas, utilizando Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios-X (XPS) para investigar as ligações químicas na superfície do PDMS após a construção da fase biossensora e Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier de Refletância Total (ATR-FTIR) para identificar os grupos funcionais na superfície do PDMS, fornecendo informações detalhadas sobre as mudanças estruturais resultantes da funcionalização e imobilização. O biossensor desenvolvido quantificou cisplatina na concentração entre 2,0 nmol L-1 a 4,5 nmol L-1, obtendo limites de detecção e quantificação de 0,142 e 0,473 nmol L-1, respectivamente. Adicionalmente, o biossensor demonstrou grande potencial para o uso em amostras de água superficial, com taxas de recuperação de cisplatina variando entre 73% e 108%. Em ensaio de seletividade, o biossensor demonstrou que a reação de catálise entre GST, GSH e cisplatina gerou perturbações mensuráveis de maior intensidade em comparação com os fármacos acetaminofeno e amoxicilina. Por fim, a aplicação da C4D como técnica de transdução em biossensores mostrou-se uma alternativa promissora para a análise do fármaco cisplatina. Entre as principais vantagens do dispositivo, destaca-se a possibilidade de reutilização dos eletrodos fabricados em PCB, viabilizada pela remoção e reposição da camada dielétrica, o que permite a imobilização de diferentes fases biossensoras e amplia sua aplicabilidade para uma variedade de análises analíticas.