Síntese e aplicação de polímeros com impressão molecular (MIP) e uso de aptâmeros na construção de dispositivos de análise rápida do tipo fluxo lateral para determinação de tetraciclina

Autor(es)

Rafael Rovatti Pupin

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Araraquara. 2021-07-27.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Química. Araraquara
• Data de defesa: 2021-06-22
• Orientador: Maria Del Pilar Taboada Sotomayor

Resumo

Os contaminantes emergentes são uma das classes de compostos liberados no meio ambiente que ocasionam poluição no ambiente terrestre, aquático e atmosférico; além de também estarem presentes nos alimentos e águas para consumo humano. Os fármacos, principalmente os antibióticos, estão entre os mais encontrados no meio ambiente. A tetraciclina pertence a uma classe de antibióticos abundantemente aplicados em uso humano e veterinário devido seu amplo espectro de ação e, por conseguinte, resíduos desse medicamento são facilmente detectados no ambiente. Como a exposição contínua a medicamentos pode ser prejudicial à saúde humana, métodos rápidos e seletivos para detectá-los são essenciais. Testes rápidos do tipo fluxo lateral foram desenvolvidos para determinação de tetraciclina: em um dos testes foi utilizado polímeros molecularmente impressos (MIP) e no outro aptâmeros, ambos os componentes como fase de reconhecimento seletivo. Inicialmente foram sintetizados três tipos diferentes de MIP: tradicional, core-shell e oco (de alta porosidade). Os materiais foram caracterizados por técnicas como microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia no infravermelho. Após otimizadas as melhores condições de análise, o MIP oco apresentou resultados superiores para identificação da tetraciclina: capacidade máxima de ligação de 5,6 mg g-1 e constante de afinidade de 0,2 L mg-1. O MIP de alta porosidade também apresentou resultados satisfatórios nos ensaios de seletividade, com retenção sempre superior para tetraciclina frente a outros fármacos. Foram avaliados diferentes tipos de amostras fortificadas com tetraciclina, e nelas o MIP apresentou recuperação na faixa de 74 ‒ 96%; com faixa linear de trabalho de 4,5 ‒ 155 μmol L-1 e limites de detecção e quantificação de 4 e 13 μmol L-1, respectivamente. Devido aos bons resultados, o MIP de alta porosidade foi aplicado como fase de reconhecimento em um dos sistemas de fluxo lateral. Nesse sistema a resposta visual indicativa da presença do analito, após ligado ao MIP, baseou-se em uma reação de complexação entre a tetraciclina e o cátion Fe3+, formando um composto de coordenação de coloração amarelo escuro. Esse sistema também foi quantificado por meio do tratamento de imagens obtidas das tiras de fluxo lateral usando um smartphone. Depois de otimizados todos os parâmetros, a identificação qualitativa foi obtida em 10 minutos de corrida do teste. A eficiência dos testes foi avaliada na aplicação de amostras fortificadas com o analito e por meio dos ensaios quantitativos obteve-se valores de recuperação na faixa de 73 ‒ 104%; com faixa linear de trabalho de 45 ‒ 180 μmol L-1 e limites de detecção e quantificação na ordem de 17 e 45 μmol L-1, respectivamente. Outro teste rápido para identificação de tetraciclina foi construído utilizando aptâmeros como biomoléculas de reconhecimento seletivo. A resposta colorimétrica desse sistema baseou-se na aplicação de nanopartículas de ouro modificadas com os aptâmeros. A modificação das nanopartículas com o aptâmero de ligação à tetraciclina foi realizada com sucesso por meio da interação entre ouro e aptâmero marcado com grupo tiol. Os ensaios preliminares para construção da linha de teste (nanopartículas de SiO2 modificadas com tetraciclina) e linha de controle (fita de aptâmero complementar ao de ligação) mostraram que o sistema é viável, necessitando de mais ensaios de otimização. Portanto, os MIPs e os sistemas de fluxo lateral desenvolvidos se mostraram bem-sucedidos na identificação e quantificação da tetraciclina. (AU)

• Processo FAPESP: 17/20789-9 - Síntese e aplicação de polímeros molecularmente impressos (MIP) na construção de dispositivos de análise rápida do tipo fluxo lateral para detecção de contaminantes ambientais
• Beneficiário: Rafael Rovatti Pupin
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado