Preparação e caracterização de superfícies bifuncionais nanoestruturadas de Pt/Au obtidas via template para aplicação em sensores e biossensores

Autor(es)

Paulo Augusto Raymundo Pereira

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Carlos.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos (IQSC/BT)
• Data de defesa: 2016-05-25

Membros da banca

Sergio Antonio Spinola Machado; Mauro Bertotti; Eder Tadeu Gomes Cavalheiro; Ronaldo Censi Faria; Valber de Albuquerque Pedrosa

• Orientador: Sergio Antonio Spinola Machado

Resumo

Superfícies híbridas nanoestruturadas Pt/Au com os depósitos de Au de 20, 50 e 100 nm de espessura foram obtidas pelo processo fotolitográfico. O molde utilizado foi um arranjo de microeletrodos interdigitados. As superfícies híbridas nanoestruturadas Pt/Au contendo 20, 50 e 100 nm de Au desenvolvidas foram caracterizadas por microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica, voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Então, aplicadas como sensores para detecção eletroquímica dos biomarcadores ácido ascórbico, ácido úrico, dopamina, hidroquinona e nitrito. Numa segunda etapa, as nanoestruturas de ouro foram recobertas com monocamada auto-organizada (self-assembled monolayers - SAM) de alcanotiol (cistamina, ácido mercaptoacético e 11-mercaptoundecanóico) visando a preparação da superfície para imobilização de biomoléculas, incluindo enzimas e anticorpos. A superfície híbrida bimetálica bifuncional nanoestruturada Pt/Au-SAM foi obtida realizando-se varreduras cíclicas em solução contendo 0,1 mol L-1 de H2SO4 em intervalos de varreduras de potenciais específicos para cada SAM, através deste procedimento foi possível remover a SAM somente da superfície da platina e mantendo sobre as nanoestruturas de ouro. A enzima glicose oxidase (Aspergillus niger) foi imobilizada por ligação covalente com auxílio de EDC/NHS e o ferroceno foi utilizado como mediador de elétrons. A caracterização eletroquímica foi feita em solução aquosa contendo 0,1 mol L-1 de ácido sulfúrico supra puro e em solução contendo 5,0 mmol da sonda redox ferrocianeto e ferricianeto de potássio utilizando-se a técnica de voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica. O peróxido de hidrogênio formado como produto da reação da catálise enzimática foi determinado sobre a superfície da platina em solução contendo 0,1 mol L-1 de PBS. A constante cinética aparente de Michaelis-Menten (KMapp) e a constante catalítica kcat foram calculadas e comparadas com outros transdutores relatados na literatura. A terceira aplicação foi a utilização desta superfície híbrida como um imunossensor eletroquímico para detecção de cortisol salivar. O anticorpo Anti-cortisol foi imobilizado com auxílio de EDC/NHS a SAM. Esse dispositivo foi imerso em soluções contendo 3.1 x 10-15 - 1.5 x 10-3 mol L-1 de cortisol. A relação sinal-concentração foi obtida através da técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica observando-se a variação de transferência de carga com relação à variação de concentração de cortisol adsorvido ao dispositivo Pt/Au/SAM/Anticorpo-cortisol. Os limites de detcção obtidos foram 0,08, 207, 0,3, 11,1, 11,3, 0,2 × 10-6 e 9,3 × 10-13mol L-1 para glicose, ácido ascórbico, dopamina, hidroquinona, nitrito e ácido úrico, respectivamente. (AU)

• Processo FAPESP: 12/17689-9 - Preparação e caracterização de superfícies bifuncionais nanoestruturadas de Au-Pt obtidas via template para aplicação em sensores e biossensores
• Beneficiário: Paulo Augusto Raymundo Pereira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado