Biossensor eletroquímico descartável para o diagnóstico da diabetes

• Autor(a) principal: Vinagre, Inês Maria de Sá
• 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/10400.22/23973
• topic: Diabetes; Adsorption; Diagnosis; Biosensor; Electrochemistry; Enzyme as a Recognition Element; Graphene; Glucose Oxidase; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia

A diabetes é considerada a “pandemia do século XXI”. Esta doença está associada a uma elevada morbilidade e mortalidade relacionadas com o risco de complicações ao nível cardíaco, renal, vascular e oftálmico. Assim, torna-se urgente melhorar os métodos de diagnóstico da diabetes por forma a que estes sejam simples, rápidos e eficientes, diminuindo o número de casos de pacientes diabéticos. Por outro lado, é de extrema importância a monitorização contínua dos níveis de glucose por parte dos pacientes, pois elevados níveis de glucose (hiperglicemia) aumentam o risco de comorbidades, sendo que a hipoglicemia pode levar à morte. Os biossensores são dispositivos que permitem identificar/quantificar diversas biomoléculas, através da transdução da ligação do analito a um elemento de reconhecimento, num sinal mensurável. Nas últimas décadas têm sido desenvolvidos biossensores eletroquímicos enzimáticos, que graças à elevada especificidade das enzimas e à elevada seletividade/sensibilidade dos transdutores eletroquímicos, permitem desenvolver sistemas portáteis, miniaturizados e de baixo custo, para o diagnóstico de múltiplas doenças. Perante este problema, foi desenvolvido um biossensor eletroquímico enzimático descartável para o diagnóstico da diabetes, de baixo custo, preciso, simples e rápido. Para o desenvolvimento deste biossensor, o material de suporte utilizado foi um elétrodo impresso em ouro e o elemento de reconhecimento da glucose (analito) foi a enzima glucose oxidase. Por forma a otimizar a superfície do elétrodo e a aderência da enzima ao substrato, foi imobilizado na superfície do elétrodo de trabalho um nanomaterial biocompatível, o biografeno. Após a imobilização do biografeno por adsorção na superfície do elétrodo, foram testados dois mecanismos de imobilização da enzima glucose oxidase (GOx) com dois tempos de incubação diferentes. Numa primeira fase, foi testado o método de adsorção, que consiste na imobilização direta da enzima na superfície do elétrodo previamente modificado com biografeno. Foram testados dois intervalos de tempo destintos: 2 horas e 12 horas, recorrendo às técnicas eletroquímicas de voltametria cíclica e cronoamperometria para o controlo da modificação da superfície do elétrodo. Adicionalmente, explorou-se o método de aprisionamento/encapsulamento da enzima, mediante a polimerização eletroquímica do monómero, tiramina com o agente reticulante glutaraldeído, para os mesmos tempos de incubação. Para se avaliar o efeito do agente reticulante, desenvolveu-se um biossensor semelhante ao anterior, excluindo a presença do glutaraldeído, de modo a investigar o seu impacto na fixação. Após a análise do desempenho do biossensor através da técnica de cronoamperometria para cada um dos métodos, concluiu-se que o método mais preciso e com uma maior gama de resposta, era o da adsorção de 2 horas. O biossensor apresentou uma gama de linearidade entre 1,0 mmol/L (limite inferior de resposta linear) e 40,0 mmol/L com um declive de 1,784 e um 2 de 0,9939. Assim, por forma a garantir a sua seletividade na presença da glucose, este foi testado em soro humano comercial e com diferentes interferentes que estão presentes no soro humano. A sua superfície foi caracterizada por microscopia eletrónica de transmissão e espetroscopia de Raman. Este biossensor revelou ser sensível, seletivo e reprodutível para a deteção da glucose, possibilitando assim o diagnóstico e monitorização da diabetes, podendo a sua metodologia ser aplicada em investigação futuras com elétrodos à base microagulhas, para a monitorização contínua no fluído ntersticial da pele.