Desenvolvimento de um imunossensor eletroquímico para a análise de um alergénio alimentar
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10400.22/23608 |
Resumo: | A alergia ao aipo pode ocorrer através da inalação ou do contacto direto ou indireto com o alimento, podendo levar a consequências graves no organismo, como por exemplo urticárias, falta de ar e inchaço na garganta e/ou em casos mais severos, choque anafilático. Por este motivo, é importante desenvolver métodos que permitam a deteção e quantificação do alergénio em amostras alimentares. Técnicas analíticas com capacidade de deteção rápida podem contribuir para o controlo dos rótulos de produtos alimentares, garantindo que indivíduos com hipersensibilidade possam consumir alimentos sem que ocorram reações indesejáveis. O objetivo deste trabalho consistiu no desenvolvimento de um imunossensor eletroquímico, em formato sandwich, para a análise de um alergénio do Aipo (Api g 1) em amostras alimentares comerciais. Foram utilizados elétrodos serigrafados de carbono (SPCE, transdutor) que foram biomodificados com um anticorpo de captura (CAb, biorecetor). Posteriormente, o alergénio foi incubado juntamente com um anticorpo de deteção biotinilado (DAb), seguindo-se a incubação da enzima peroxidase conjugada com estreptavidina (HRP-Strep) e subsequente adição do substrato enzimático 3,3’,5,5’- tetrametilbenzidina (TMB-H2O2), obtendo-se o sinal eletroquímico por cronoamperometria. O tempo total do ensaio foi de 1h45min. Foram efetuadas otimizações das condições experimentais (i.e., das concentrações do CAb, do DAb e da HRP-Strep, dos tempos de incubação e do formato de ensaio) que permitiram obter as melhores condições de análise. As principais características do imunosensor, em termos do desempenho analítico, foram: linearidade entre 50 a 4000 ng/mL, limite de deteção de 45 ng/mL, limite de quantificação de 151 ng/mL e coeficiente de variação de 4,7% (o que indica uma boa precisão). Confirmou-se a seletividade do sensor através da análise de outros alergénios alimentares (peixe, crustáceos, ovo, amendoim), que também revelaram não interferir na análise. Foi efetuado o estudo de recuperação, utilizando uma amostra alimentar, tendo sido obtidas percentagens que variaram entre 95% e 115%, o que demonstrou a exatidão dos resultados. Avaliou-se a estabilidade do sensor durante 6 semanas consecutivas, observando-se que neste período a plataforma desenvolvida respondia de forma efetiva. Deste modo, é possível preparar, biomodificar e armazenar o transdutor durante várias semanas, permitindo a redução do consumo de reagentes e soluções e do tempo necessário para a sua preparação. A aplicabilidade do imunossensor foi avaliada através da análise de 20 amostras alimentares comerciais, que contemplaram as seguintes: 1 amostra cujo rótulo menciona “contém 3% de aipo”, 3 amostras cujos rótulos referem “contém aipo”, 3 amostras que “pode conter”, e 7 amostras que não contêm qualquer vestígio de aipo. Para além destas, foram analisadas 6 amostras de aipo (folha, caule e raiz, de aipo fresco e de aipo congelado), tendo sido analisado o efeito do processo de congelação do alimento para uma melhor compreensão da sua influência na conservação do alergénio. A deteção e quantificação do alergénio foram efetuadas com sucesso e os resultados obtidos demonstraram que os rótulos dos produtos se encontraram em conformidade com a legislação europeia (Regulamento (UE) n.o 1169/2011), determinando também que o imunossensor desenvolvido poderá ter utilidade prática para consumidores e indústrias alimentares. |
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Desenvolvimento de um imunossensor eletroquímico para a análise de um alergénio alimentarAlergia alimentarAipoApi g 1CronoamperometriaImunossensor eletroquímicoSPCECeleryChronoamperometryElectrochemical immunosensorFood allergyA alergia ao aipo pode ocorrer através da inalação ou do contacto direto ou indireto com o alimento, podendo levar a consequências graves no organismo, como por exemplo urticárias, falta de ar e inchaço na garganta e/ou em casos mais severos, choque anafilático. Por este motivo, é importante desenvolver métodos que permitam a deteção e quantificação do alergénio em amostras alimentares. Técnicas analíticas com capacidade de deteção rápida podem contribuir para o controlo dos rótulos de produtos alimentares, garantindo que indivíduos com hipersensibilidade possam consumir alimentos sem que ocorram reações indesejáveis. O objetivo deste trabalho consistiu no desenvolvimento de um imunossensor eletroquímico, em formato sandwich, para a análise de um alergénio do Aipo (Api g 1) em amostras alimentares comerciais. Foram utilizados elétrodos serigrafados de carbono (SPCE, transdutor) que foram biomodificados com um anticorpo de captura (CAb, biorecetor). Posteriormente, o alergénio foi incubado juntamente com um anticorpo de deteção biotinilado (DAb), seguindo-se a incubação da enzima peroxidase conjugada com estreptavidina (HRP-Strep) e subsequente adição do substrato enzimático 3,3’,5,5’- tetrametilbenzidina (TMB-H2O2), obtendo-se o sinal eletroquímico por cronoamperometria. O tempo total do ensaio foi de 1h45min. Foram efetuadas otimizações das condições experimentais (i.e., das concentrações do CAb, do DAb e da HRP-Strep, dos tempos de incubação e do formato de ensaio) que permitiram obter as melhores condições de análise. As principais características do imunosensor, em termos do desempenho analítico, foram: linearidade entre 50 a 4000 ng/mL, limite de deteção de 45 ng/mL, limite de quantificação de 151 ng/mL e coeficiente de variação de 4,7% (o que indica uma boa precisão). Confirmou-se a seletividade do sensor através da análise de outros alergénios alimentares (peixe, crustáceos, ovo, amendoim), que também revelaram não interferir na análise. Foi efetuado o estudo de recuperação, utilizando uma amostra alimentar, tendo sido obtidas percentagens que variaram entre 95% e 115%, o que demonstrou a exatidão dos resultados. Avaliou-se a estabilidade do sensor durante 6 semanas consecutivas, observando-se que neste período a plataforma desenvolvida respondia de forma efetiva. Deste modo, é possível preparar, biomodificar e armazenar o transdutor durante várias semanas, permitindo a redução do consumo de reagentes e soluções e do tempo necessário para a sua preparação. A aplicabilidade do imunossensor foi avaliada através da análise de 20 amostras alimentares comerciais, que contemplaram as seguintes: 1 amostra cujo rótulo menciona “contém 3% de aipo”, 3 amostras cujos rótulos referem “contém aipo”, 3 amostras que “pode conter”, e 7 amostras que não contêm qualquer vestígio de aipo. Para além destas, foram analisadas 6 amostras de aipo (folha, caule e raiz, de aipo fresco e de aipo congelado), tendo sido analisado o efeito do processo de congelação do alimento para uma melhor compreensão da sua influência na conservação do alergénio. A deteção e quantificação do alergénio foram efetuadas com sucesso e os resultados obtidos demonstraram que os rótulos dos produtos se encontraram em conformidade com a legislação europeia (Regulamento (UE) n.o 1169/2011), determinando também que o imunossensor desenvolvido poderá ter utilidade prática para consumidores e indústrias alimentares.Celery allergy can occur through inhalation or direct or indirect contact with food, which can lead to serious, adverse health consequences, such as hives, shortness of breath and swelling of the throat, and/or in more severe cases, anaphylactic shock. For this reason, it is important to develop methods that allow the detection and quantification of the allergen in food samples. Analytical techniques with a fast detection capacity can contribute to the control of food product labels, ensuring that individuals with allergic hypersensitivity can safely consume pre-packed food, without undesirable reactions. In this work, a sandwich-type electrochemical immunosensor was developed for the analysis of a celery allergen (Api g 1) in commercial food samples. Screen-printed carbon electrodes (SPCE, transducer) were biomodified with a capture antibody (CAb, bioreceptor). Subsequently, the allergen was incubated with a biotinylated detection antibody (DAb), followed by the addition of the enzymeconjugate, peroxidase-streptavidin (HRP-Strep), and subsequent incubation of the enzymatic substrate 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine (TMB-H2O2), followed by electrochemical signal acquisition through chronoamperometry. The total assay time was 1h45min. Several experimental conditions were optimized (i.e., CAb, DAb, and HRP-Strep concentrations, incubation times, and assay format), to obtain the best analysis conditions. The main analytical characteristics of the immunosensor were: linearity between 50 and 4000 ng/mL, detection limit of 45 ng/mL, quantification limit of 151 ng/mL, and coefficient of variation of 4.7% (which indicates good precision). The selectivity of the immunosensor was confirmed through the analysis of other food allergens (fish, crustaceans, eggs, peanuts), which also did not interfere in the analysis. The recovery study was carried out using a food sample, and the obtained results vary between 95% and 115%, indicating the accuracy of the results. The storage stability was evaluated during 6 consecutive weeks and the measurements revealed that the sensing phase was stable during the tested period. Thus, it is possible to prepare, biomodify, and store the transducer for several weeks, reducing the consumption of reagents and solutions and the time required for its preparation. The applicability of the immunosensor was assessed through the analysis of 20 commercial food samples, which included the following: 1 sample whose label mention “contains 3% celery”, 3 samples whose labels state “contains celery”, 3 samples whose label refers “may contain”, and 7 samples that do not contain traces of celery. In addition, 6 celery samples (consisting of leaf, stem, and root, from fresh celery and frozen celery) were analysed. The effect of the freezing process was studied for a better understanding of its influence on the storage and preservation of the allergen. The detection and quantification were successfully performed and the results demonstrated the conformity of the products’ labels with European legislation (Regulation (EU) No. 1169/2011), which also attested that the developed immunosensor may be of practical use for consumers and food industries.Nouws, Hendrikus Petrus AntoniusRepositório Científico do Instituto Politécnico do PortoGuimarâes, Duarte Jorge Magalhâes20232026-07-21T00:00:00Z2023-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.22/23608TID:203356500porinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-09-27T01:46:24Zoai:recipp.ipp.pt:10400.22/23608Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T20:31:20.176398Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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A alergia ao aipo pode ocorrer através da inalação ou do contacto direto ou indireto com o alimento, podendo levar a consequências graves no organismo, como por exemplo urticárias, falta de ar e inchaço na garganta e/ou em casos mais severos, choque anafilático. Por este motivo, é importante desenvolver métodos que permitam a deteção e quantificação do alergénio em amostras alimentares. Técnicas analíticas com capacidade de deteção rápida podem contribuir para o controlo dos rótulos de produtos alimentares, garantindo que indivíduos com hipersensibilidade possam consumir alimentos sem que ocorram reações indesejáveis. O objetivo deste trabalho consistiu no desenvolvimento de um imunossensor eletroquímico, em formato sandwich, para a análise de um alergénio do Aipo (Api g 1) em amostras alimentares comerciais. Foram utilizados elétrodos serigrafados de carbono (SPCE, transdutor) que foram biomodificados com um anticorpo de captura (CAb, biorecetor). Posteriormente, o alergénio foi incubado juntamente com um anticorpo de deteção biotinilado (DAb), seguindo-se a incubação da enzima peroxidase conjugada com estreptavidina (HRP-Strep) e subsequente adição do substrato enzimático 3,3’,5,5’- tetrametilbenzidina (TMB-H2O2), obtendo-se o sinal eletroquímico por cronoamperometria. O tempo total do ensaio foi de 1h45min. Foram efetuadas otimizações das condições experimentais (i.e., das concentrações do CAb, do DAb e da HRP-Strep, dos tempos de incubação e do formato de ensaio) que permitiram obter as melhores condições de análise. As principais características do imunosensor, em termos do desempenho analítico, foram: linearidade entre 50 a 4000 ng/mL, limite de deteção de 45 ng/mL, limite de quantificação de 151 ng/mL e coeficiente de variação de 4,7% (o que indica uma boa precisão). Confirmou-se a seletividade do sensor através da análise de outros alergénios alimentares (peixe, crustáceos, ovo, amendoim), que também revelaram não interferir na análise. Foi efetuado o estudo de recuperação, utilizando uma amostra alimentar, tendo sido obtidas percentagens que variaram entre 95% e 115%, o que demonstrou a exatidão dos resultados. Avaliou-se a estabilidade do sensor durante 6 semanas consecutivas, observando-se que neste período a plataforma desenvolvida respondia de forma efetiva. Deste modo, é possível preparar, biomodificar e armazenar o transdutor durante várias semanas, permitindo a redução do consumo de reagentes e soluções e do tempo necessário para a sua preparação. A aplicabilidade do imunossensor foi avaliada através da análise de 20 amostras alimentares comerciais, que contemplaram as seguintes: 1 amostra cujo rótulo menciona “contém 3% de aipo”, 3 amostras cujos rótulos referem “contém aipo”, 3 amostras que “pode conter”, e 7 amostras que não contêm qualquer vestígio de aipo. Para além destas, foram analisadas 6 amostras de aipo (folha, caule e raiz, de aipo fresco e de aipo congelado), tendo sido analisado o efeito do processo de congelação do alimento para uma melhor compreensão da sua influência na conservação do alergénio. A deteção e quantificação do alergénio foram efetuadas com sucesso e os resultados obtidos demonstraram que os rótulos dos produtos se encontraram em conformidade com a legislação europeia (Regulamento (UE) n.o 1169/2011), determinando também que o imunossensor desenvolvido poderá ter utilidade prática para consumidores e indústrias alimentares. |
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