Desenvolvimento de biossensores eletroquímicos baseados em eletrodos de papel carobonizados para detecção de marcadores de câncer

• Processo: 24/23722-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
• Pesquisador responsável: Vanessa Neiva de Ataide
• Beneficiário: Mayara Orneles Silva
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Biomarcadores tumorais Lasers de CO2 Técnicas biossensoriais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biomarcadores de câncer | biossensor eletroquímico | Eletrodo carbonizado | Laser de CO2 | Biossensores

Resumo

Neste projeto de pesquisa propõe-se a fabricação de biossensores eletroquímicos de baixo custo baseados em eletrodos de papel carbonizados usando uma máquina laser de CO2. O intuito principal de empregar uma laser de CO2 na fabricação dos eletrodos é promover a conversão fototérmica de uma material não condutor (papel) a um material condutor (papel carbonizado) de maneira simples, rápida (ordem de segundos) e com possibilidade de escalabilidade. Para atingir um desempenho eletroquímico adequado, os parâmetros de carbonização pela laser devem ser estudados, entre esses parâmetros estão a potência do laser, a distância focal ( altura entre a saída do laser e o substrato) e distância entre linhas ou resolução. A variação desses parâmetros pode influenciar na composição química da superfície dos eletrodos, como por exemplo a presença de grupamentos oxigenados. Desta forma, objetiva-se avaliar, além desses parâmetros experimentais, como o ambiente químico impacta essas características da superfície dos eletrodos. A presença de grupamentos funcionais é de extrema importância quando se pensa em reatividade eletroquímica, mas especialmente no caso deste projeto para a viabilização da imobilização de biomoléculas. Neste sentido, após as caracterizações da composição química, morfológica e estrutural desses eletrodos utilizando diferentes técnicas (eletroquímicas, microscópicas e espectroscópicas), será realizado o estudo de diferentes estratégias de imobilização das biomoléculas (anticorpo de captura), que consistirá: i) adsorção passiva utilizando proteína A e ii) crossliking com EDC/NHS. A aplicação dos biossensores eletroquímicos a serem desenvolvidos será para detecção de biomarcadores de câncer de mama, dentre eles a proteína HER-2. Além disso, estudos do desempenho analítico do biossensor serão avaliados, tais como faixa de resposta, repetibilidade, reprodutibilidade, tempo de vida útil, limite de detecção e estudo de espécies interferentes. Diante disso, a proposta deste projeto é principalmente contribuir no avanço de desenvolvimento de dispositivos analíticos que possam ser aplicados como testes diagnósticos de baixo custo e com análises descentralizadas (sem a necessidade de uma estrutura laboratorial).