Desenvolvimento e validação de biossensores portáteis de baixo custo de anticorpos para diagnóstico da dengue

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Camargo, Maria Angélica de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
NS1
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76133/tde-03042025-100752/
Resumo: No cenário atual de diagnósticos, os biossensores têm se destacado como uma alternativa promissora devido à sua simplicidade, alta precisão e sensibilidade. Apesar dos avanços significativos em pesquisas acadêmicas, ainda não existem biossensores comerciais disponíveis no mercado. Para suprir essa demanda, foram desenvolvidos biossensores portáteis e de baixo custo à base de anticorpos para o diagnóstico da dengue. Inicialmente dez anticorpos anti-NS1 foram avaliados e selecionados por ELISA. Os anticorpos selecionados foram imobilizados nos eletrodos serigrafados de carbono modificados com filmes contendo carbon black (CB), sonda redox ferroceno (Fc) e quitosana (Qs), utilizando três diferentes metodologias: adsorção simples, ligação covalente com glutaraldeído e ligação covalente com o sistema modificador EDC/NHS. A otimização dos sensores envolveu testes com diferentes agentes bloqueadores, sondas redox, soluções eletrolíticas, concentração dos reagentes e nanopartículas de ouro coloidal para aumentar a especificidade e melhorar a distinção entre amostras positivas e negativas. A caracterização dos sensores foi realizada por técnicas de espectroscopia UV-Vis, FT-IR e microscopia eletrônica, confirmando as modificações realizadas e a interação entre os componentes. Os sensores foram testados com amostras clínicas previamente testadas por RT-qPCR, técnica padrão-ouro para diagnóstico da dengue, e apresentaram sensibilidade suficiente para a detecção de concentrações de biomarcadores NS1 em níveis clinicamente relevantes. O limite de detecção calculado com base na curva analítica foi de 0,124 µg mL-1 de NS1. O custo estimado do produto foi de USD 2,5, valor altamente competitivo no mercado. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que a tecnologia desenvolvida é uma alternativa promissora e acessível para sanar as limitações das técnicas diagnósticas disponíveis hoje no mercado para o diagnóstico de dengue, possibilitando avanços no controle epidemiológico da doença.
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Os anticorpos selecionados foram imobilizados nos eletrodos serigrafados de carbono modificados com filmes contendo carbon black (CB), sonda redox ferroceno (Fc) e quitosana (Qs), utilizando três diferentes metodologias: adsorção simples, ligação covalente com glutaraldeído e ligação covalente com o sistema modificador EDC/NHS. A otimização dos sensores envolveu testes com diferentes agentes bloqueadores, sondas redox, soluções eletrolíticas, concentração dos reagentes e nanopartículas de ouro coloidal para aumentar a especificidade e melhorar a distinção entre amostras positivas e negativas. A caracterização dos sensores foi realizada por técnicas de espectroscopia UV-Vis, FT-IR e microscopia eletrônica, confirmando as modificações realizadas e a interação entre os componentes. Os sensores foram testados com amostras clínicas previamente testadas por RT-qPCR, técnica padrão-ouro para diagnóstico da dengue, e apresentaram sensibilidade suficiente para a detecção de concentrações de biomarcadores NS1 em níveis clinicamente relevantes. O limite de detecção calculado com base na curva analítica foi de 0,124 µg mL-1 de NS1. O custo estimado do produto foi de USD 2,5, valor altamente competitivo no mercado. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que a tecnologia desenvolvida é uma alternativa promissora e acessível para sanar as limitações das técnicas diagnósticas disponíveis hoje no mercado para o diagnóstico de dengue, possibilitando avanços no controle epidemiológico da doença.In the current diagnostic scenario, biosensors have emerged as a promising alternative due to their simplicity, high precision, and sensitivity. Despite significant academic advances, there are still no commercial biosensors available on the market. To address this demand, portable and low-cost antibody-based biosensors have been developed for dengue diagnosis. Initially, ten anti-NS1 antibodies were evaluated and selected using ELISA. The selected antibodies were immobilized on screen-printed carbon electrodes modified with films containing carbon black (CB), the redox probe ferrocene (Fc), and chitosan (Qs), using three different methodologies: simple adsorption, covalent binding with glutaraldehyde, and covalent binding with the EDC/NHS modification system. The optimization of the sensors involved testing different blocking agents, redox probes, electrolyte solutions, reagent concentrations, and colloidal gold nanoparticles to enhance specificity and improve differentiation between positive and negative samples. Sensor characterization was performed using UV-Vis spectroscopy, FT-IR, and electron microscopy, confirming the modifications and interactions between the components. The sensors were tested with clinical samples previously analyzed by RT-qPCR, the gold standard for dengue diagnosis, and demonstrated sufficient sensitivity to detect NS1 biomarker concentrations at clinically relevant levels. The limit of detection calculated based on the analytical curve was 0.124 µg mL-1 of NS1. The estimated cost of the product was USD 2.50, a highly competitive price in the market. Based on the results obtained, it can be concluded that the developed technology is a promising and affordable alternative to overcome the limitations of currently available diagnostic techniques for dengue detection, enabling advancements in the epidemiological control of the disease.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPGonçalves, DéboraCamargo, Maria Angélica de2025-02-11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76133/tde-03042025-100752/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-04-09T17:45:02Zoai:teses.usp.br:tde-03042025-100752Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-04-09T17:45:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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