Desenvolvimento de um biossensor baseado em pontos quânticos de grafeno e lectinas para detecção de microrganismos patogênicos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SANTOS, Maria Paula Medeiros da Cunha
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/55908
Resumo: SANTOS, Maria Paula Medeiros da Cunha, também é conhecida em citações bibliográficas por: MEDEIROS, Maria Paula.
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A espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e a voltametria cíclica (CV) associadas a pontos quânticos de grafeno e filme de polipirrol possuem propriedades elétricas e químicas únicas, o que os tornam elementos importantes para aplicações de biossensor. Em adição, a lectina Concanavalina A (ConA) possui capacidade específica de ligação a carboidratos e se destaca por apresentar baixo custo quando comparada a outras biomoléculas receptoras. Propomos um biossensor baseado em pontos quânticos de grafeno conjugados com a lectina ConA e filme de polipirrol para detecção em tempo real e sem marcadores de Candida albicans, Candida glabrata, Candida tropicalis, E. coli e S. aureus. Modificamos PPY-QDGs com lectina ConA, com especificidade para glicose e manose, como biorreceptor. Os resultados mostraram que ConA possui a maior afinidade de ligação para C. tropicalis e S. subtilis mostrando capacidade de bioreconhecimento. O perfil de ligação do sistema PPY-GQDs-ConA, revelou resposta diferencial para Candida spp. (C. tropicalis > C. albicans > C. glabrata) e bacteriana (B. subtilis > S. aureus > E. coli), respectivamente. Para Candida spp., os limites de detecção (LOD) obtidos foram de 1,42 UFC/mL para C. albicans e 3,72 UFC/mL para C. glabrata. O estudo de C. tropicalis produziu um LOD de 0,18 UFC/mL. Os respectivos LODs para as bactérias avaliadas foram 0,39 UFC/mL para S. aureus, 0,72 UFC/mL para S. subtilis e LOD de 2,63 UFC/mL para E. coli. O comportamento de resposta diferencial para ConA pode ser atribuído à distribuição heterogênea de carboidratos nas superfícies dos microrganismos. O novo sistema prova ser uma ferramenta miniaturizada em um substrato flexível inovador que pode contribuir para o diagnóstico microbiológico.FACEPEInfections caused by microorganisms are a public health problem, so actions such as the development of new biodetection systems are the aims to diagnose and treat infections. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and cyclic voltammetry (CV) associated with graphene quantum dots and polypyrrole film have unique electrical and chemical properties, which make them important elements for biosensing applications. However, the lectin Concanavalin A (ConA) has specific binding capacity to carbohydrates and stands out for being low cost when compared to other receptor biomolecules. We propose a ConA-conjugated graphene quantum dots and polypyrrole film based biosensor for real-time and label-free detection of Candida albicans, Candida glabrata, Candida tropicalis, E. coli and S. aureus. We modified PPY-QDGs with lectin ConA, with glucose and mannose specificity, as bioreceptor. The results showed that ConA has the highest binding affinity for C. tropicalis and S. subtilis showing biorecognition capable. PPY-GQDs-ConA binding profile revealed differential response for Candida spp. (C. tropicalis > C. albicans > C. glabrata) and bacterial (B. subtilis > S. aureus > E. coli), respectively. For Candida spp., the limits of detection (LOD) obtained was 1.42 CFU/mL for C. albicans and 3.72 CFU/mL for C. glabrata. The study of C. tropicalis yielded an LOD of 0.18 CFU/mL. The respective LODs for the evaluated bacteria was 0.39 CFU/mL for S. aureus, 0.72 CFU/mL for S. subtilis, and LOD of 2.63 CFU/mL for E. coli. Differential response behavior for ConA can be attributed to the heterogenous distribution of carbohydrates on the microorganisms surfaces. The new system proves to be a miniaturized tool on an innovative flexible substrate that could contribute to microbiological diagnosis.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Inovacao TerapeuticaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessConcanavalina APontos quânticosMicoorganismosBiossensorEspectroscopia de impedânciaDesenvolvimento de um biossensor baseado em pontos quânticos de grafeno e lectinas para detecção de microrganismos patogênicosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTAÇÃO Maria Paula Medeiros da Cunha Santos.pdfDISSERTAÇÃO Maria Paula Medeiros da Cunha Santos.pdfapplication/pdf6035273https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/55908/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Maria%20Paula%20Medeiros%20da%20Cunha%20Santos.pdfb0cf4abbfdc999365dbf4a6bba820d0aMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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