Desenvolvimento de um biossensor fotoeletroquímico miniaturizado baseado em AChE para detecção de biomarcadores clínicos e inibidores associados a disfunções colinérgicas

• Processo: 25/10477-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2029
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
• Pesquisador responsável: Sergio Antonio Spinola Machado
• Beneficiário: Lília Togneri Marconsini
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Acetilcolinesterase Detecção Eletroanalítica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: acetilcolinesterase | Biossensor fotoeletroquímico | CdS | c-g-C3N4 | Detecção | Spce | Eletroanalítica

Resumo

A acetilcolinesterase (AChE) é uma enzima chave na regulação da neurotransmissão colinérgica, cuja inibição excessiva está associada a ocorrência distúrbios neurológicos. Diante da necessidade de métodos analíticos mais seletivos e portáteis, este projeto propõe o desenvolvimento e caracterização de um biossensor fotoeletroquímico (PEC) miniaturizado, baseado em eletrodos de carbono impressos em tela (SPCEs). A plataforma híbrida será composta por nitreto de carbono grafítico carbonilado (c-g-C3N4) e Quantum Dots (QDs) de CdS, funcionalizados com AChE, visando associar as propriedades fotoeletrocatalíticas dos nanomateriais à elevada especificidade da enzima. A detecção será realizada de forma indireta, por meio da tiocolina (TCh) gerada pela hidrólise enzimática da acetiltiocolina (ATCh), visando o monitoramento de biomarcadores clínicos e inibidores da AChE, como pesticidas organofosforados (OPs). Os SPCEs serão confeccionados por serigrafia e a célula PEC será desenvolvida por impressão 3D, a fim de se obter um dispositivo compacto, de baixo custo e adequado para análises em pontos de atendimento (POC). A caracterização dos biossensores será realizada por técnicas de Espectroscopia na região do Ultravioleta e Vísivel (UV-Vis), Difração de Raios-X (XRD), Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM), Espectroscopia de Raios-X por Dispersão em Energia (EDX), Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) e Espectrometria de Fótons Elétrons Excitados por Raios-X (XPS). As análises eletroquímicas serão conduzidas por técnicas voltamétricas e amperométricas, com o objetivo de determinar figuras de mérito do biossensor. A exatidão da metodologia proposta será validada por comparação com cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), permitindo avaliar a concordância entre os métodos. (AU)