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Desenvolvimento de um biossensor de silício poroso fotoluminescente de afinidade

Processo: 12/00454-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de abril de 2012
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2013
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Andrés Vercik
Beneficiário:Thiago Antônio Villa Menezes
Instituição-sede: Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos (FZEA). Universidade de São Paulo (USP). Pirassununga , SP, Brasil
Assunto(s):Anodização   Técnicas biossensoriais   Anticorpos   Imobilização   Fotoluminescência

Resumo

O silício poroso é um material obtido por corrosão anódica do silício cristalino em eletrólito de HF e etanol. Apresenta boas propriedades como grande razão área por volume, biocompatibilidade e possibilidade de ajustar o diâmetro do poro e espessura do filme fino. O silício poroso é fotoluminescente, e a origem deste effeito é atribuída ao confinamento quântico e à camada de siloxeno na superfície do poro. A oxidação do silício poroso assim que é corroído estabiliza as propriedades fotoluminescentes e cria uma camada de silanol sobre a qual moléculas biológicas como proteínas, enzimas e anticorpos podem ser imobilizadas. Biossensores na literatura reportam o uso de silício poroso para imobilizar anticorpos, com transdutores potenciométricos por curva capacitância-voltagem ou interferométricos. O método mais utilizado de imobilização do anticorpo no substrato é pela ligação covalente entre um silanizante e o substrato, e um aldeído bifuncional e o silanizante. O anticorpo se liga à outra extremidade do aldeído. O par 3-aminopropil trietoxisilano (APTES) e glutaraldeído (GTA) aparece na maioria dos trabalhos. Menos reportados são os biossensores que exploram o efeito fotoluminescente do substrato, cuja intensidade decai linearmente com a reação de ligação por afinidade entre o antígeno e seu anticorpo imobilizado na superfície do poro. Essa configuração é vantajosa do ponto de vista técnico, porque dispensa outra transdução, e a oxidação serve a dois propósitos; bem como do ponto de vista econômico, porque, ao contrário de um teste ELISA que emprega dois anticorpos para detectar um antígeno, o biossensor de silício poroso por fotoluminescência precisa apenas de um deles. O presente trabalho almeja desenvolver e estudar um protótipo de biossensor de silício poroso com anticorpo imobilizado com APTES e GTA por fotoluminescência. Será utilizado o anticorpo modelo anti-IgG de rato em cabra e seu antígeno IgG de rato, por ser bem caracterizado e aparecer em outros trabalhos, o que possibilita comparação. Silício poroso será sintetizado in loco pela reação mencionada, conforme experiência anterior deste laboratório com resultados satisfatórios. A oxidação será por via térmica. O biossensor será caracterizado morfologicamente em MEV e AFM, pelos espectros de FTIR e XPS, pela curva capacitância-voltagem e pela queda do efeito fotoluminescente. Espera-se que os resultados estejam em acordo com a literatura, apresentando linearidade entre a concentração do antígeno e fotoluminescência. Essa plataforma servirá para projetos futuros para biossensores de afinidade, visto que a simples troca do anticorpo permite detectar diferentes alvos, com aplicações em ciência dos alimentos, medicina veterinária, agricultura, biomedicina e defesa.