Highly-branched silver magnetic microcomposite as SERS substrate for cardiac Troponin I detection

Autor(es)

Raisa Siqueira Alves

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Química
• Data de defesa: 2019-02-20

Membros da banca

Italo Odone Mazali; Diego Pereira dos Santos; Rômulo Augusto Ando

• Orientador: Italo Odone Mazali

Resumo

A espectroscopia Raman intensificada por superfície (SERS, em inglês surface-enhanced Raman spectroscopy) é uma técnica espectroscópica poderosa com amplas aplicações em Química, Ciência dos Materiais, Bioquímica e áreas relacionadas. Em SERS, o espalhamento Raman de moléculas adsorvidas em substratos metálicos rugosos ou em nanopartículas metálicas é elevado em várias ordens de magnitude. SERS tem mostrado uma série de vantagens comparado a outras técnicas espectroscópicas bem estabelecidas, como espectroscopias no infravermelho, de fluorescência e no UV-visível. Ademais, interstícios nanométricos e regiões ricas em pontas em nanopartículas de metais nobres podem induzir os chamados "hot spots", regiões de alta intensificação do campo eletromagnético onde o sinal Raman é maximizado. A alta sensitividade do SERS é particularmente interessante para a detecção de amostras biológicas, e, portanto, a técnica tem sido investigada para o desenvolvimento de futuros biosensores plasmônicos e outros poderosos dispositivos analíticos. SERS tem mostrado resultados promissores no diagnóstico de doenças, tais como diabetes, câncer e doenças cardiovasculares. Nesse contexto, a busca por substratos SERS de alta eficiência, reprodutíveis e com bom custo-benefício tem sido um dos principais focos na pesquisa em Raman. Dado isso, este trabalho tem por objetivo sintetizar um microcompósito de prata altamente ramificado de composição Fe3O4@SiO2@Ag como um versátil e eficiente substrato SERS para aplicação posterior como um biosensor baseado no efeito. O caroço de Fe3O4, sintetizado pelo método solvotérmico, confere ao material propriedades magnéticas, que permitem uma fácil separação de fluidos. A camada de sílica foi sintetizada pelo método de Stöber com algumas modificações, e não apenas preserva a integridade do caroço contra agentes externos, mas também previne a agregação magnética irreversível. As microflores de Fe3O4@SiO2@Ag foram sintetizadas por uma rota sonoquímica mediada por semente, produzindo inúmeras pontas de prata, que geram as propriedades plasmônicas para o efeito SERS. Todos os sistemas foram caracterizados por diferentes técnicas, sobretudo microscopia eletrônica de transmissão, difração de raios-X e espectroscopia no UV-visível. A eficiência do microcompósito foi testada frente ao 4-aminobenzenotiol como referência, e o limite de detecção de 1x10-7 mol L-1 foi alcançado. Posteriormente, um aptasensor foi montado a partir do substrato das microflores e testado para análise de troponina I (cTnI). A troponina I é um biomarcador chave no infarto agudo do miocárdio (IAM), uma das principais causas de morte mundialmente. A biomolécula tem sido explorada para o diagnóstico precoce e preciso de IAM. Para produzir o aptasensor, as microflores foram funcionalizadas com um aptâmero com alta afinidade e especificidade por cTnI. As medidas de SERS com o aptasensor alcançaram a detecção de cTnI em uma concentração de 1x10-8 mol L-1. Assim sendo, o aptasensor se mostrou bastante promissor, abrindo o caminho para pesquisas futuras em aptasensores baseados no efeito SERS (AU)

• Processo FAPESP: 17/08105-7 - Nanoestruturas Fe3O4@SiO2@Ag-Au altamente ramificadas como aptassensor SERS para análise de troponina I
• Beneficiário: Raisa Siqueira Alves
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado