Estudo eletroquímico e morfológico do copolímero polianilina-4-aminofenol para detecção do hormônio triiodotironina.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Soler, Fernanda Silva
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/23734
Resumo: In Brazil about 15% of the population suffers from dysfunctions in the thyroid gland, although half are unaware of this condition (IBGE). Thyroid hormones synthesized by the thyroid gland are excreted in the bloodstream, however, because they are highly hydrophobic, they circulate bound to plasma proteins, rendering them inactive, so that the free portion of these hormones for action on the metabolism of the cells is very low. Among the methodologies that can be used to detect thyroid disorders are biosensors, which are presented as a promising alternative, presenting the advantage of a simple, fast and low-cost diagnosis. In immunosensors the success of the immunological reaction depends on the immobilization step of the probe biomolecule, where the development of copolymers may present a differential, by combining the properties of different monomers. In this work, the poly(aniline-4-aminophenol) copolymer (1:1 molar ratio) was electropolymerized on the surface of graphite electrodes using monomeric solution (1,0 mmol L-1). Polyaniline and poly(4-aminophenol) were also electropolymerized under the same conditions for comparison. For the immobilization of the biomolecule probe, aiming the development of a biosensor, the Anti-T3 antibody was incorporated to the surface of the electrodes modified with the different polymeric films. In sequence, the modified electrodes containing the probe were placed in contact with serum containing the T3 target. Differential Pulse Voltammetry (DPV) measurements were performed to detect the different surfaces by monitoring the Fe2+ oxidation peak from K4Fe(CN)6. Anti-T3 antibody immobilization with the use of EDC-NHS on the surface of the poly(aniline-4-aminophenol) copolymer, as well as the detection of the T3 target present in the serum, evidenced by the decrease of the intensity of Fe2+ oxidation peak current at each biofunctionalization stage, with a 25% reduction in the presence of the probe and 23% after the target probe interaction. This fact was much more pronounced on the poly(aniline-4-aminophenol) copolymer, which presented the greatest reduction of peak current when compared to the others: polyaniline and poly(4-aminophenol) suggesting that a higher amount of anti-T3 on the surface of the poly(aniline-4-aminophenol) electrode. The synergistic effect on the copolymer was shown to be promising for application of the material in the quantitative diagnosis of the T3 target in patient serum, since the addition of crosslinking reagents was not required to promote immobilization of the antibody, and no other nanomaterial to reach the target concentration of the hormone T3 in the serum sample, which is usually in the order of picograms/mL. The morphological characterization of the immunosensor showed significant changes in the roughness values, consistent with the electrochemical studies.
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In immunosensors the success of the immunological reaction depends on the immobilization step of the probe biomolecule, where the development of copolymers may present a differential, by combining the properties of different monomers. In this work, the poly(aniline-4-aminophenol) copolymer (1:1 molar ratio) was electropolymerized on the surface of graphite electrodes using monomeric solution (1,0 mmol L-1). Polyaniline and poly(4-aminophenol) were also electropolymerized under the same conditions for comparison. For the immobilization of the biomolecule probe, aiming the development of a biosensor, the Anti-T3 antibody was incorporated to the surface of the electrodes modified with the different polymeric films. In sequence, the modified electrodes containing the probe were placed in contact with serum containing the T3 target. Differential Pulse Voltammetry (DPV) measurements were performed to detect the different surfaces by monitoring the Fe2+ oxidation peak from K4Fe(CN)6. Anti-T3 antibody immobilization with the use of EDC-NHS on the surface of the poly(aniline-4-aminophenol) copolymer, as well as the detection of the T3 target present in the serum, evidenced by the decrease of the intensity of Fe2+ oxidation peak current at each biofunctionalization stage, with a 25% reduction in the presence of the probe and 23% after the target probe interaction. This fact was much more pronounced on the poly(aniline-4-aminophenol) copolymer, which presented the greatest reduction of peak current when compared to the others: polyaniline and poly(4-aminophenol) suggesting that a higher amount of anti-T3 on the surface of the poly(aniline-4-aminophenol) electrode. The synergistic effect on the copolymer was shown to be promising for application of the material in the quantitative diagnosis of the T3 target in patient serum, since the addition of crosslinking reagents was not required to promote immobilization of the antibody, and no other nanomaterial to reach the target concentration of the hormone T3 in the serum sample, which is usually in the order of picograms/mL. The morphological characterization of the immunosensor showed significant changes in the roughness values, consistent with the electrochemical studies.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoTrabalho de Conclusão de Curso (Graduação)No Brasil cerca de 15% da população sofre com disfunções na glândula tireoide, apesar da metade desconhecer de tal condição (IBGE). Os hormônios tireoidianos sintetizados pela glândula tireoide são excretados na corrente sanguínea, no entanto, por serem altamente hidrofóbicos, eles circulam ligados a proteínas plasmáticas, tornando-os inativos, dessa forma, a porção livre desses hormônios para atuação no metabolismo das células é muito baixa. Dentre as metodologias que podem ser utilizadas para detecção de distúrbios tireoidianos estão os biossensores, os quais se apresentam como uma alternativa promissora, apresentando a vantagem de um diagnóstico simples, rápido e de baixo custo. Em imunossensores o sucesso da reação imunológica depende da etapa de imobilização da biomolécula sonda, onde o desenvolvimento de copolímeros pode apresentar um diferencial, por meio da combinação das propriedades de diferentes monômeros. Neste trabalho, o copolímero poli(anilina-4aminofenol) (razão molar 1:1) foi eletropolimerizado sobre a superfície de eletrodos de grafite, utilizando solução monomérica (1,0 mmol L-1). Polianilina e poli(4-aminofenol) também foram eletropolimerizados nas mesmas condições para comparação. Para a imobilização da biomolécula sonda, visando o desenvolvimento de um biossensor, o anticorpo Anti-T3 foi incorporado à superfície dos eletrodos modificados com os diferentes filmes poliméricos. Em sequência, os eletrodos modificados contendo a sonda foram colocados em contato com soro contendo o alvo T3. Medidas de Voltametria de Pulso Diferencial (VPD) foram realizadas para detecção das diferentes superfícies, por monitoramento do pico de oxidação de Fe2+ proveniente do K4Fe(CN)6. Foi obtido sucesso na imobilização do anticorpo Anti-T3, com a utilização de EDC-NHS, sobre a superfície do copolímero poli(anilina-4-aminofenol), assim como na detecção do alvo T3 presente no soro, evidenciado pela diminuição da intensidade de corrente de pico de oxidação do Fe2+ a cada etapa de biofuncionalização, sendo uma redução de 25% na presença da sonda e de 23% após a interação sonda-alvo. Este fato foi bem mais pronunciado sobre o copolímero poli(anilina-4aminofenol), que apresentou a maior redução de corrente de pico, quando comparado aos demais: polianilina e poli(4-minofenol) sugerindo que foi imobilizado uma maior quantidade de anti-T3 na superfície do eletrodo de poli(anilina-4-aminofenol). O efeito sinérgico no copolímero mostrou ser promissor para aplicação do material no diagnóstico quantitativo do alvo T3 em soro de pacientes, visto que não foi necessária a adição de reagentes de ligação cruzada para promover a imobilização do anticorpo, e de nenhum outro nanomaterial para alcance da concentração do hormônio T3 na amostra de soro, que normalmente se encontra na ordem de picogramas/mL. A caracterização morfológica do imunossensor apresentou alterações significativas nos valores de rugosidade, concordantes com os estudos eletroquímicos.Universidade Federal de UberlândiaBrasilQuímica IndustrialMadurro, Ana Gacri Britohttp://lattes.cnpq.br/7296504571151719Madurro, João Marcoshttp://lattes.cnpq.br/3084687587967112Petruci, João Flávio da Silveirahttp://lattes.cnpq.br/4196654089462606Silva, Sidnei Gonçalves dahttp://lattes.cnpq.br/3783557934117122Soler, Fernanda Silva2019-01-07T17:30:34Z2019-01-07T17:30:34Z2018-12-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfSOLER, Fernanda Silva. Estudo eletroquímico e morfológico do copolímero polianilina-4-aminofenol para detecção do hormônio triiodotironina. 2018. 62 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química Industrial) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/23734porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2019-01-07T17:31:56Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/23734Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2019-01-07T17:31:56Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
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description In Brazil about 15% of the population suffers from dysfunctions in the thyroid gland, although half are unaware of this condition (IBGE). Thyroid hormones synthesized by the thyroid gland are excreted in the bloodstream, however, because they are highly hydrophobic, they circulate bound to plasma proteins, rendering them inactive, so that the free portion of these hormones for action on the metabolism of the cells is very low. Among the methodologies that can be used to detect thyroid disorders are biosensors, which are presented as a promising alternative, presenting the advantage of a simple, fast and low-cost diagnosis. In immunosensors the success of the immunological reaction depends on the immobilization step of the probe biomolecule, where the development of copolymers may present a differential, by combining the properties of different monomers. In this work, the poly(aniline-4-aminophenol) copolymer (1:1 molar ratio) was electropolymerized on the surface of graphite electrodes using monomeric solution (1,0 mmol L-1). Polyaniline and poly(4-aminophenol) were also electropolymerized under the same conditions for comparison. For the immobilization of the biomolecule probe, aiming the development of a biosensor, the Anti-T3 antibody was incorporated to the surface of the electrodes modified with the different polymeric films. In sequence, the modified electrodes containing the probe were placed in contact with serum containing the T3 target. Differential Pulse Voltammetry (DPV) measurements were performed to detect the different surfaces by monitoring the Fe2+ oxidation peak from K4Fe(CN)6. Anti-T3 antibody immobilization with the use of EDC-NHS on the surface of the poly(aniline-4-aminophenol) copolymer, as well as the detection of the T3 target present in the serum, evidenced by the decrease of the intensity of Fe2+ oxidation peak current at each biofunctionalization stage, with a 25% reduction in the presence of the probe and 23% after the target probe interaction. This fact was much more pronounced on the poly(aniline-4-aminophenol) copolymer, which presented the greatest reduction of peak current when compared to the others: polyaniline and poly(4-aminophenol) suggesting that a higher amount of anti-T3 on the surface of the poly(aniline-4-aminophenol) electrode. The synergistic effect on the copolymer was shown to be promising for application of the material in the quantitative diagnosis of the T3 target in patient serum, since the addition of crosslinking reagents was not required to promote immobilization of the antibody, and no other nanomaterial to reach the target concentration of the hormone T3 in the serum sample, which is usually in the order of picograms/mL. The morphological characterization of the immunosensor showed significant changes in the roughness values, consistent with the electrochemical studies.
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