Desenvolvimento de um biossensor para hemoglobina
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2013 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10400.22/10585 |
Resumo: | O presente trabalho descreve a preparação um anticorpo plástico (MIP, do inglês Molecularly Imprinted Polymer), i.e., de natureza sintética para deteção de hemoglobina (Hb) e sua aplicação na construção de dispositivos de pequena dimensão, portáteis, e de baixo custo, que possam ser usados em análises de rotina de Hb em Point-of-Care (POC). O polímero impresso foi obtido por polimerização de superfície em esferas de sílica. Este processo foi iniciado pela ligação covalente da Hb às esferas, tendo-se permitido posteriormente a sua interação os monómeros carregados (cloridrato de metacrilato de 2-aminoetil, AEMH, e estireno sulfónico, (SSA), para subsequente polimerização com material neutro, como o estireno e divinilbenzeno (DVB). Por último, a Hb foi removida por clivagem de ligações peptídicas, através da atuação de proteinase K. Para controlo da eficiência da impressão da Hb no material sintético foi dimensionado um material análogo, obtido sem adição de proteína e aqui identificado por NIP (do inglês, Non-Imprinted Polymer). Para controlo do efeito dos monómeros carregados na afinidade de ligação entre a Hb e o seu anticorpo plástico, foram preparados materiais análogos onde o local de ligação foi dimensionado sem monómeros carregados. Todos os materiais produzidos foram utilizados na preparação de sensores potenciométricos e comparados relativamente à sua afinidade e seletividade de ligação à Hb, por avaliação e comparação do desempenho analítico destes dispositivos. Os materiais NIP não foram capazes e gerar sinal analítico na presença de Hb, confirmando a existência de locais específicos para ligação desta proteína nos anticorpos plásticos MIP. O reconhecimento da estereoquímica da Hb foi confirmado pela ausência da capacidade de ligação dos materiais não-impressos, os Nipas, obtidos por impressão sem molécula molde. A análise por microscopia electrónica de arrimento confirmou a modificação da superfície das partículas de sílica. O material bio mimético foi disperso em membranas seletivas PVC plastificado e usado na deteção de Hb na transdução potenciométrica. Algumas membranas apresentaram uma elevada afinidade para a Hb, adquirindo a sua cor vermelha após várias calibrações. A presença de Hb nestas membranas foi confirmada por remoção da membrana do corpo do elétrodo e sua utilização em realização de estudos qualitativos com base em técnicas de Infravermelho com ransformada da Fourier, microscopia ótica e microscopia confocal de Raman. As melhores características de resposta foram obtidas em tampão HEPES de pH 5, com as membranas MMA. Sob esta condição, os limites de deteção foram 43,8μg/mL, com uma resposta linear a 83,8 µg/mL, com uma inclinação catiónico de 40,4 mV / década. A aplicação analítica foi realizada com sucesso e mostrou resultados exactos e precisos. |
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Desenvolvimento de um biossensor para hemoglobinaImpressão molecular em superfícieSensorHemoglobinaPotenciométricaElétrodos seletivos de iãoSurface molecular imprintHemoglobinPotentiometryIon-selective electrodesO presente trabalho descreve a preparação um anticorpo plástico (MIP, do inglês Molecularly Imprinted Polymer), i.e., de natureza sintética para deteção de hemoglobina (Hb) e sua aplicação na construção de dispositivos de pequena dimensão, portáteis, e de baixo custo, que possam ser usados em análises de rotina de Hb em Point-of-Care (POC). O polímero impresso foi obtido por polimerização de superfície em esferas de sílica. Este processo foi iniciado pela ligação covalente da Hb às esferas, tendo-se permitido posteriormente a sua interação os monómeros carregados (cloridrato de metacrilato de 2-aminoetil, AEMH, e estireno sulfónico, (SSA), para subsequente polimerização com material neutro, como o estireno e divinilbenzeno (DVB). Por último, a Hb foi removida por clivagem de ligações peptídicas, através da atuação de proteinase K. Para controlo da eficiência da impressão da Hb no material sintético foi dimensionado um material análogo, obtido sem adição de proteína e aqui identificado por NIP (do inglês, Non-Imprinted Polymer). Para controlo do efeito dos monómeros carregados na afinidade de ligação entre a Hb e o seu anticorpo plástico, foram preparados materiais análogos onde o local de ligação foi dimensionado sem monómeros carregados. Todos os materiais produzidos foram utilizados na preparação de sensores potenciométricos e comparados relativamente à sua afinidade e seletividade de ligação à Hb, por avaliação e comparação do desempenho analítico destes dispositivos. Os materiais NIP não foram capazes e gerar sinal analítico na presença de Hb, confirmando a existência de locais específicos para ligação desta proteína nos anticorpos plásticos MIP. O reconhecimento da estereoquímica da Hb foi confirmado pela ausência da capacidade de ligação dos materiais não-impressos, os Nipas, obtidos por impressão sem molécula molde. A análise por microscopia electrónica de arrimento confirmou a modificação da superfície das partículas de sílica. O material bio mimético foi disperso em membranas seletivas PVC plastificado e usado na deteção de Hb na transdução potenciométrica. Algumas membranas apresentaram uma elevada afinidade para a Hb, adquirindo a sua cor vermelha após várias calibrações. A presença de Hb nestas membranas foi confirmada por remoção da membrana do corpo do elétrodo e sua utilização em realização de estudos qualitativos com base em técnicas de Infravermelho com ransformada da Fourier, microscopia ótica e microscopia confocal de Raman. As melhores características de resposta foram obtidas em tampão HEPES de pH 5, com as membranas MMA. Sob esta condição, os limites de deteção foram 43,8μg/mL, com uma resposta linear a 83,8 µg/mL, com uma inclinação catiónico de 40,4 mV / década. A aplicação analítica foi realizada com sucesso e mostrou resultados exactos e precisos.This work describes the preparation of Molecularly Imprinted Polymers (MIPs) acting as antibodies of synthetic nature, for the detection of Haemoglobin (Hb) and its application in small, portable and low cost devices for routine use in Point-Of-Care (POC). The imprinted polymer was created by surface imprinting technique on silica particles. Hb was first bound to the silica material and after arranged let arrange around charged monomers, 2-aminoethyl methacrylate hydrochloride (AEMH) and styrene sulfonic acid (SSA). A neutral surrounding environment was created around these by subsequent polymerization of Styrene and Divinylbenzene (DVB). Finally, the template was removed by imine cleavage after treatment with proteinase K. In order to control the efficiency of the imprinting process, a NonImprinted Polymer (NIP) was synthesized by the same way but without the template. The control of the effect of the charged monomers was followed by a polymer prepared similarly but without these charged monomers. All materials were used to produce potentiometric sensors and compared with regard to their affinity and selectivity for Hb by evaluating their analytical. The NIP materials were unable to change the potential values of the device in different Hb concentrations, meaning that there were specific site for Hb binding created by means of its imprinting. The stereochemical recognition of Hb was confirmed by the non-rebinding ability displayed by non-imprinted (NIM) materials, obtained by imprinting without a template. SEM analysis confirmed the surface modification of the silica beads. The biomimetic material was dispersed in plasticized PVC selective membranes and used as ionophores in potentiometric transduction of Hb. Some membranes showed a high affinity for Hb, retaining a red color in the selective membrane after calibration. The presence of Hb inside these membranes was confirmed by removing the membrane from the electrode body and proceeding with its qualitative analysis by means of Fourier transform infrared spectroscopy, optical microscopy and Raman confocal microscopy. Good features were obtained in HEPES buffer of pH 5 with membranes MMA. Under this condition, the limits of detection were 43.8µg/mL for a linear response after 83.8 µg/mL with a cationic slope of 40.4 mV/decade. The analytical application was conducted successfully and showed accurate and precise results.Sales, Maria Goreti FerreiraRepositório Científico do Instituto Politécnico do PortoMoreira, Ana Patrícia Tavares2017-12-11T15:51:57Z20132013-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.22/10585TID:201813092porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-03-13T12:52:05Zoai:recipp.ipp.pt:10400.22/10585Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T17:30:57.932481Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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