Estudo da transferência eletrônica direta de proteínas redox visando à construção de biossensores enzimáticos

• Processo: 11/08581-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2011
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2012
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Susana Inés Córdoba de Torresi
• Beneficiário: Marco Antonio de Oliveira Santos Minadeo
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 09/53199-3 - Reconhecimento molecular e armazenamento de energia: estudos fundamentais do efeito de geometria, tamanho e síntese na otimização das propriedades químicas de materiais eletroativos, AP.TEM
• Assunto(s): Eletroquímica Técnicas biossensoriais Nanotubos de carbono Glucose oxidase Imobilização de enzimas Técnica de automontagem
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biossensores | Eletroquímica | nanotubos de carbono | transferência eletrônica direta | Eletroquimica

Resumo

Biossensores são dispositivos para a determinação de analitos. Eles contêm um elemento biológico, tal como uma enzima, capaz de reconhecer especificamente uma espécie de interesse na amostra. A glicose oxidase (GOx) é uma enzima muito utilizada para o desenvolvimento de biossensores, devido à sua alta atividade catalítica e boa estabilidade. Os biossensores de transferência eletrônica mediada possuem um transdutor físico-químico que age como intermediário entre a espécie de interesse e o eletrodo. Entretanto, existem diversos problemas associados aos biossensores de transferência eletrônica mediada, como a estabilidade dos mediadores e intermediários. Os biossensores de transferência eletrônica direta são aqueles em que não há mediadores, de modo que a reação da enzima ocorre na superfície do eletrodo, possibilitando uma resposta amperométrica maior à concentração da espécie de interesse. Muitos materiais nanoestruturados têm sido estudados com o objetivo de utilizá-los sobre eletrodos para a imobilização da GOx. Os nanotubos de carbono (NTCs) são excelentes candidatos a substrato para enzimas devido às suas propriedades estruturais e eletrônicas únicas. As dimensões dos NTCs permitem aproximar o sítio ativo da GOx quando esta é imobilizada sobre os NTCs. Para a imobilização da GOx sobre os NTCs, diferentes técnicas têm sido estudadas, das quais as principais são a adsorção direta da enzima sobre o substrato e a técnica de layer-by-layer, na qual um polieletrólito de carga oposta à da enzima é imobilizado sobre o substrato antes da enzima, de modo que há atração eletrostática entre a enzima e o polieletrólito. O interesse neste trabalho é monitorar a atividade eletroquímica da GOx quando imobilizada sobre um compósito de feltro de carbono e nanotubos de carbono do tipo cup-stacked (FC/NTCCS). Serão testadas a adsorção direta da GOx e a técnica de layer-by-layer com diversos polímeros com carga positiva como polieletrólitos, já que a GOx possui carga negativa em pH fisiológico. Após a detecção eletroquímica da GOx, os eletrodos com NTCs modificados serão testados para a detecção de glicose. Este trabalho tem interesse em descobrir qual técnica de imobilização da GOx sobre o compósito FC/NTCCS permite uma maior corrente eletrocatalítica de oxidação da glicose, e, assim, é mais promissora para o desenvolvimento de biossensores de glicose de terceira geração. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

GONCALES, VINICIUS R.; COLOMBO, RAFAEL N. P.; MINADEO, MARCO A. O. S.; MATSUBARA, ELAINE Y.; MAURICIO ROSOLEN, J.; CORDOBA DE TORRESI, SUSANA I.. Three-dimensional graphene/carbon nanotubes hybrid composites for exploring interaction between glucose oxidase and carbon based electrodes. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 775, p. 8-pg., 2016-08-15. (10/07681-5, 09/53199-3, 12/22755-0, 11/15159-0, 11/08581-7)

GORICALES, VINICIUS R.; COLOMBO, RAFAEL N. P.; MINADEO, MARCO A. O. S.; MATSUBARA, ELAINE Y.; MAURICIO ROSOLEN, J.; CORDOBA DE TORRESI, SUSANA I.. Three-dimensional graphene/carbon nanotubes hybrid composites for exploring interaction between glucose oxidase and carbon based electrodes. Journal of Electroanalytical Chemistry, v. 775, p. 235-242, AUG 15 2016. (11/15159-0, 11/08581-7, 12/22755-0)