Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-01-21Bitstream added on 2014-06-13T20:59:10Z : No. of bitstreams: 1 inocencio_jem_me_araiq.pdf: 814478 bytes, checksum: 5da0e971367542f1455230a7886413ce (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os biossensores são dispositivos no qual o material de origem biológica é imobilizado junto a um transdutor, ou seja, um dispositivo que combina a especificidade de um elemento biológico ativo para o analíto de interesse com a sensibilidade de um transdutor para converter um sinal proporcional à concentração do analíto. Para a construção do biossensor é necessário fixar a biomolécula em um transdutor. Neste trabalho foi utilizado como transdutor um eletrodo de grafite recoberto por um filme polimérico de titânio a partir de uma suspensão. A modificação do eletrodo de trabalho (grafite de lapiseira 0,9 mm) foi efetuada empregando o método dip-coating em 5 diferentes marcas de grafites comerciais. Para os testes foram utilizados grafites na ausência e presença do filme de titânio e outros eletrodos com a enzima imobilizada por oclusão ou por adsorção. As voltametrias cíclicas foram efetuada em uma célula contendo 10 mL de solução tampão Br com o sistema H2O2/I- como eletrólito. Nos testes envolvendo somente os eletrodos com filme, observa-se a formação de um pico de oxidação no potencial de -0,8V (Pico 4). A resposta encontrada nas voltametrias deve-se a oxidação do H2 produzido pela redução. O biossensor foi construído através do método de adsorção, onde observado um pico referente à catálise enzimática em torno de -0,75 V (Pico 12). Portanto, neste presente trabalho, foi observado a construção de um biossensor com a modificação de sua superfície sem a necessidade de calcinação e com a observação da imobilização eficiente, observada através da catálise enzimática medida.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-01-28Bitstream added on 2014-06-13T18:58:37Z : No. of bitstreams: 1 gerola_gp_me_bauru.pdf: 2161665 bytes, checksum: b96d7398df21f2a6ef4bda2cc153bb3a (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / This project has as main objective the development of nanowires for application in biosensors. Nanomaterials have been highlighted by high sensitivity when applied to biological sensors. As they haver virtually the same dimensions as the molecules that should detect, these nanosensors could revolutionize the diagnoses way are made in medical and biological examinations. Therefores, in this research, we prepared and characterized multithreaded nanowires usind different types of metal and polymer. These nanowires were prepared by electrochemical deposition process and characterized by scanning electron microscopy (SEM). The synthesized nanowires have been changed for the attachment of the enzyme glucose oxidase. Several experimental parameters of biosensor was evaluated as the optimization of pH (at 6), as a function of the peak current obtained from glucose; the enzyme concentration of 0,4 mg ml-1 required to prepare the biosensor; as well as the study of electrochemical potential variation, where it was observed that the ideal is to use potential less than 0,4 V. The analyitcal curve for the determination of glucose showed a slope of 7.95 uA mol-1, with a correlation coefficient of 0.997 and detection limit of the biosensor determined was 3.7 x 10-7 mol L-1. The biosensor showed high selectivity only for detection of glucose and maintained a good response to glucose sensing (85%) in 30 days. Thus, the use of nanowires for the preparation of biosensors becomes and alternative to direct detection of glucose; the enzyme concentration of 0.4 mg ml-1 required to prepare the biosensor; as well as the study of electrochemical potential less than 0.4 V. The analytical curve for the determination o glucose showed a slope of 7.95 uA mol-1, with a correlation coefficient of 0.997 and detection limit of the biosensor... / This project has as main objective the development of nanowires for application in bionsensors. Nanomaterials have been highlighted by high sensitivity when applied to biological sensors. As they have virtually the same dimensions as the molecules that should detect, these nanosensors could revolutioneze the diagnoses way are made in medical and biological examinations. Therefore, in this research, we prepared and characterized multithreaded nanowires using different types of metal and polymer. These nanowires were prepared by electrochemical deposition process and characterized by scanning electron microscopy (SEM). The synthesized nanowires have been changed for the attachment of the enzyme glucose oxidase. Several experimental parameters of biosensor was evaluated as the optimization of pH (at 6), as a function of the peak current obtained from glucose; the enzyme concentration of 0.4 mg ml-1 required to prepare the bionsensor; as well as the study of electrochemical potential variation, where it was observed that the ideal is to use potential less than 0.4 V. The analytical curve for the determination of glucose showed a slope of 7.95 uA mol-1, with a correlation coefficient of 0.997 and detection limit of the biosensor determined was 3.7 x 10-7 mol L-1. The biosensor showed high selectivity only for detection of glucose and maintained a good response to glucose sensing (85%) in 30 days. Thus, the use... (Complete abstract click electronic access below) / FAPESP: 12/01402-2

Este trabalho teve como objetivo desenvolver uma metodologia para a produção de biossensores amperométricos enzimáticos a partir da imobilização da enzima em polímeros condutores. Para isto, tiras testes constituídas por três eletrodos foram produzidas a partir da técnica de silk-screen utilizando pastas condutoras de carbono e Ag/AgCl para a formação do eletrodo de trabalho, contra eletrodo e eletrodo de referência. Os polímeros estudados foram nanofibras de polianilina (PAni) e de polianilina dopada com diferentes porcentagens em massa de poliestireno sulfonado (PSS) os quais serviram de suporte para a imobilização da enzima horseradish peroxidase (HRP) na construção de um biossensor amperométrico. A enzima imobilizada nos polímeros foi aplicada sobre o eletrodo de trabalho e a partir daí o biossensor foi estudado. Inicialmente, os polímeros puros foram caracterizados através de espectroscopia de infravermelho (FT-IR), microscopia eletrônica de transmissão (MET), condutividade elétrica e voltametria cíclica. Após a imobilização da HRP nos diferentes polímeros sintetizados, testes colorimétricos foram realizados a fim de estimar a atividade enzimática antes e após a imobilização, bem como a influência do substrato peróxido de hidrogênio nas respostas colorimétricas. O método de imobilização da enzima na matriz polimérica foi avaliado através da lavagem dos sensores com diferentes soluções para desta forma, determinar a quantidade de enzima que ainda permanecia imobilizada após as lavagens. O método de cronoamperometria foi utilizado para caracterizar a resposta elétrica do biossensor a adições sucessivas de peróxido de hidrogênio, determinando assim a sua sensibilidade e tempo de resposta. A amostra de PAni com 20% em massa de PSS mostrou as melhores respostas colorimétricas e amperométricas, apresentando uma resposta linear na faixa de 0,14 a 0,84 mmol de peróxido de hidrogênio e um tempo de resposta de 10 segundos. Em geral, a metodologia proposta se mostrou eficiente para a produção de biossensores enzimáticos utilizando polímeros condutores. / The aim of this work is to develop a methodology for amperometric enzymatic biosensors production through the immobilization of enzymes in conducting polymers. For this, test strips consisting of three electrodes were produced by silk-screen technique using conductive pastes of carbon and Ag/AgCl to produce the work electrode, counter electrode and reference electrode. The polymers studied in this work were nanofibers of polyaniline (PAni) and polyaniline synthesized with different weight percentages of poly(styrene sulfonate) (PSS) which were used as support for the immobilization of the enzyme horseradish peroxidase (HRP) in the construction of an amperometric biosensor. The enzyme immobilized in the polymers was applied on the working electrode and then the biosensor was studied. Initially, the pure polymers were characterized by infrared spectroscopy (FT-IR), transmission electron microscopy (TEM), electrical conductivity and cyclic voltammetry. After the immobilization of HRP in the different synthesized polymers, colorimetric tests were conducted to estimate the enzyme activity before and after immobilization as well as the influence of hydrogen peroxide in the colorimetric tests response. The method of immobilizing the enzyme in the polymer matrix was evaluated by washing the sensors with different solutions to thereby determine the amount of enzyme that was still immobilized after washing. The method of chronoamperometry was used to characterize the electrical response of the biosensor to successive additions of hydrogen peroxide, thus determining its sensitivity and response time. PAni with 20 wt% of PSS showed the best colorimetric and amperometric responses, presenting a linear response ranging from 0,14 to 0,84 mmol of hydrogen peroxide and a response time of 10 seconds. In general, the proposed methodology is efficient for producing enzymatic biosensors using conducting polymers.

O presente trabalho teve como objetivo a produção de tiras de teste rápido para detecção de peróxido de hidrogênio, utilizando polipirrol (PPi) ou polipirrol dopado com poliestireno sulfonado (PSS) na forma de nanoestruturas como transdutor. Os polímeros condutores foram sintetizados através de síntese química visando a obtenção de nanopartículas, as quais favorecem no aumento da área superficial de detecção. As nanopartículas foram verificadas através de microscopia eletrônica de transmissão (MET), os valores de condutividade elétrica dos polímeros foram obtidos pelo método de quatro pontas e a eletroatividade foi verificada com voltametria cíclica. Provou-se, através de espectroscopia de infravermelho, que o PSS dopou o PPi. As tiras de teste rápido foram produzidas pela técnica de silkscreen com pasta de carbono nas trilhas dos eletrodos e pasta de Ag/AgCl como eletrodo de referência. O eletrodo de trabalho recebeu o polímero com a enzima horseradish peroxidase (HRP) imobilizada em sua matriz. A tira foi testada quanto à cobertura do polímero sobre o eletrodo de trabalho através de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Sua eletroatividade foi testada em eletrólitos com pH perto do neutro, os quais se assemelham ao meio onde se encontra o substrato. A HRP foi imobilizada no polímero condutor em cinco diferentes concentrações as quais foram aplicadas nas tiras para obtenção do valor mínimo de enzima a ser imobilizada. Estimou-se, através de lavagens com soluções de severidade de remoção diferentes, que a imobilização ocorreu por adsorção da enzima no polímero formando ligações fracas entre estes. Testou-se ainda a sensibilidade de detecção de H2O2 na tira produzida, obtendo-se a equação característica, que determina a corrente elétrica em função da concentração de substrato utilizado. / This study aimed to the production of test strips for hydrogen peroxide fast detection using nanostructures of polypyrrole (PPi) or polypyrrole doped with polystyrene sulfonate (PSS) as a transducer. Conducting polymers have been synthesized by chemical synthesis in order to obtain nanoparticles, which increase the surface area of detection. The nanoparticles were observed by transmission electron microscopy (TEM), the electrical conductivity of the polymers were measured through the four-probe method and electroactivity was observed with cyclic voltammetry. It was verified through infrared spectroscopy that the PSS actually doped the PPi. The test strips were produced by silk-screen technique using carbon paste tracks as electrodes and Ag / AgCl paste as reference electrode. The working electrode received the polymer with the enzyme horseradish peroxidase (HRP) immobilized in its matrix. The strip was tested for the coverage of polymer on the working electrode by optic microscopy and scanning electron microscopy. The electroactivity was tested in electrolytes with pH close to neutral, which resemble the middle of the substrate. Five different concentrations of HRP were immobilized in the conducting polymers and applied in the strips in order to determine the minimum amount of enzyme to be immobilized. It was estimated by washing the strips with different removal solutions, that the enzyme immobilization occurred through adsorption to the polymer matrix, forming weak bonds. It was also tested the sensitivity of detection of H2O2 in the produced strips, resulting in the characteristic equation, which determines the electrical current as a function of the substrate concentration used.

Este trabalho teve como objetivo desenvolver uma metodologia para a produção de biossensores amperométricos enzimáticos a partir da imobilização da enzima em polímeros condutores. Para isto, tiras testes constituídas por três eletrodos foram produzidas a partir da técnica de silk-screen utilizando pastas condutoras de carbono e Ag/AgCl para a formação do eletrodo de trabalho, contra eletrodo e eletrodo de referência. Os polímeros estudados foram nanofibras de polianilina (PAni) e de polianilina dopada com diferentes porcentagens em massa de poliestireno sulfonado (PSS) os quais serviram de suporte para a imobilização da enzima horseradish peroxidase (HRP) na construção de um biossensor amperométrico. A enzima imobilizada nos polímeros foi aplicada sobre o eletrodo de trabalho e a partir daí o biossensor foi estudado. Inicialmente, os polímeros puros foram caracterizados através de espectroscopia de infravermelho (FT-IR), microscopia eletrônica de transmissão (MET), condutividade elétrica e voltametria cíclica. Após a imobilização da HRP nos diferentes polímeros sintetizados, testes colorimétricos foram realizados a fim de estimar a atividade enzimática antes e após a imobilização, bem como a influência do substrato peróxido de hidrogênio nas respostas colorimétricas. O método de imobilização da enzima na matriz polimérica foi avaliado através da lavagem dos sensores com diferentes soluções para desta forma, determinar a quantidade de enzima que ainda permanecia imobilizada após as lavagens. O método de cronoamperometria foi utilizado para caracterizar a resposta elétrica do biossensor a adições sucessivas de peróxido de hidrogênio, determinando assim a sua sensibilidade e tempo de resposta. A amostra de PAni com 20% em massa de PSS mostrou as melhores respostas colorimétricas e amperométricas, apresentando uma resposta linear na faixa de 0,14 a 0,84 mmol de peróxido de hidrogênio e um tempo de resposta de 10 segundos. Em geral, a metodologia proposta se mostrou eficiente para a produção de biossensores enzimáticos utilizando polímeros condutores. / The aim of this work is to develop a methodology for amperometric enzymatic biosensors production through the immobilization of enzymes in conducting polymers. For this, test strips consisting of three electrodes were produced by silk-screen technique using conductive pastes of carbon and Ag/AgCl to produce the work electrode, counter electrode and reference electrode. The polymers studied in this work were nanofibers of polyaniline (PAni) and polyaniline synthesized with different weight percentages of poly(styrene sulfonate) (PSS) which were used as support for the immobilization of the enzyme horseradish peroxidase (HRP) in the construction of an amperometric biosensor. The enzyme immobilized in the polymers was applied on the working electrode and then the biosensor was studied. Initially, the pure polymers were characterized by infrared spectroscopy (FT-IR), transmission electron microscopy (TEM), electrical conductivity and cyclic voltammetry. After the immobilization of HRP in the different synthesized polymers, colorimetric tests were conducted to estimate the enzyme activity before and after immobilization as well as the influence of hydrogen peroxide in the colorimetric tests response. The method of immobilizing the enzyme in the polymer matrix was evaluated by washing the sensors with different solutions to thereby determine the amount of enzyme that was still immobilized after washing. The method of chronoamperometry was used to characterize the electrical response of the biosensor to successive additions of hydrogen peroxide, thus determining its sensitivity and response time. PAni with 20 wt% of PSS showed the best colorimetric and amperometric responses, presenting a linear response ranging from 0,14 to 0,84 mmol of hydrogen peroxide and a response time of 10 seconds. In general, the proposed methodology is efficient for producing enzymatic biosensors using conducting polymers.

O presente trabalho teve como objetivo a produção de tiras de teste rápido para detecção de peróxido de hidrogênio, utilizando polipirrol (PPi) ou polipirrol dopado com poliestireno sulfonado (PSS) na forma de nanoestruturas como transdutor. Os polímeros condutores foram sintetizados através de síntese química visando a obtenção de nanopartículas, as quais favorecem no aumento da área superficial de detecção. As nanopartículas foram verificadas através de microscopia eletrônica de transmissão (MET), os valores de condutividade elétrica dos polímeros foram obtidos pelo método de quatro pontas e a eletroatividade foi verificada com voltametria cíclica. Provou-se, através de espectroscopia de infravermelho, que o PSS dopou o PPi. As tiras de teste rápido foram produzidas pela técnica de silkscreen com pasta de carbono nas trilhas dos eletrodos e pasta de Ag/AgCl como eletrodo de referência. O eletrodo de trabalho recebeu o polímero com a enzima horseradish peroxidase (HRP) imobilizada em sua matriz. A tira foi testada quanto à cobertura do polímero sobre o eletrodo de trabalho através de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Sua eletroatividade foi testada em eletrólitos com pH perto do neutro, os quais se assemelham ao meio onde se encontra o substrato. A HRP foi imobilizada no polímero condutor em cinco diferentes concentrações as quais foram aplicadas nas tiras para obtenção do valor mínimo de enzima a ser imobilizada. Estimou-se, através de lavagens com soluções de severidade de remoção diferentes, que a imobilização ocorreu por adsorção da enzima no polímero formando ligações fracas entre estes. Testou-se ainda a sensibilidade de detecção de H2O2 na tira produzida, obtendo-se a equação característica, que determina a corrente elétrica em função da concentração de substrato utilizado. / This study aimed to the production of test strips for hydrogen peroxide fast detection using nanostructures of polypyrrole (PPi) or polypyrrole doped with polystyrene sulfonate (PSS) as a transducer. Conducting polymers have been synthesized by chemical synthesis in order to obtain nanoparticles, which increase the surface area of detection. The nanoparticles were observed by transmission electron microscopy (TEM), the electrical conductivity of the polymers were measured through the four-probe method and electroactivity was observed with cyclic voltammetry. It was verified through infrared spectroscopy that the PSS actually doped the PPi. The test strips were produced by silk-screen technique using carbon paste tracks as electrodes and Ag / AgCl paste as reference electrode. The working electrode received the polymer with the enzyme horseradish peroxidase (HRP) immobilized in its matrix. The strip was tested for the coverage of polymer on the working electrode by optic microscopy and scanning electron microscopy. The electroactivity was tested in electrolytes with pH close to neutral, which resemble the middle of the substrate. Five different concentrations of HRP were immobilized in the conducting polymers and applied in the strips in order to determine the minimum amount of enzyme to be immobilized. It was estimated by washing the strips with different removal solutions, that the enzyme immobilization occurred through adsorption to the polymer matrix, forming weak bonds. It was also tested the sensitivity of detection of H2O2 in the produced strips, resulting in the characteristic equation, which determines the electrical current as a function of the substrate concentration used.

Made available in DSpace on 2018-08-01T21:59:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11440_Tese final Fabio Arthur Leão de Souza - PPGFis20171017-84206.pdf: 19577094 bytes, checksum: 19896b90307cd3ad26ce1de673d660c1 (MD5) Previous issue date: 2017-09-15 / Nesta tese, uma nova arquitetura de nanoporo num material híbrido bidimensional (2D) para detecção e identificação de biomoléculas é proposta. O sistema é composto por uma nanofaixa zigue-zague de grafeno embebida em nitreto do boro hexagonal (h-BN).Umestudo teórico baseado em cálculos ab-initio foi realizado para avaliar sua estabilidade energética, propriedades estruturais, eletrônicas e de transporte. Nossos resultados indicam que é possível controlar, via voltagem de porta, o caminho da corrente elétrica através da faixa condutora de grafeno. Motivados pela recém desenvolvida técnica de reação eletroquímica para fabricação controlada de nanoporos em materiais 2D, e no intuito de verificar a viabilidade de construção desses no sistema híbrido, investigou-se a energética da formação de defeitos tipo vacância de carbono, boro e nitrogênio em diferentes regiões do sistema. Como resultado, mostrou-se que seria possível formar um nanoporo no domínio de grafeno, a partir de uma vacância de carbono na interface grafeno/h-BN, mantendo apenas uma cadeia de carbono entre o poro e o domínio de h-BN na interface oposta. Dessa forma, um poro de aproximadamente 12; 5Å de diâmetro com as características citadas foi construído. Então, para desenvolver e avaliar a viabilidade do sistema proposto atuar como sensor, uma combinação de teoria do funcional da densidade com o método de funções de Green fora do equilíbrio foi empregada. Assim, investigações acerca da forma como cada nucleobase que compõem o DNA modula a corrente elétrica fluindo pelo dispositivo foram realizadas, onde os quatro nucleotídeos foram testados: monofosfato de desoxiadenosina (dAMP), monofosfato de desoxiguanosina (dGMP), monofosfato de desoxicitidina (dCMP) e monofosfato de desoxitimidina (dTMP). Como resultado, análises das funções de transmissão com bias nula dos sistemas poro+nucleotídeo revelaram que seria possível, em princípio, distinguir os quatro nucleotídeos, o que na prática ocorreria através de suas impressões digitais na sensitividade em medições em tempo real da condutância. Além disso, foi demonstrado que o mecanismo de detecção do sensor hipotético proposto é governado pela modulação da condutância da cadeia de carbono na interface grafeno/h-BN induzida por momento de dipolo locais da molécula alvo.

Orientador: Sidney José Lima Ribeiro / Banca: Marcelo Nalin / Banca: Antonio Aparecido Pupim Ferreira / Banca: Gustavo Fernandes Souza Andrade / Banca: Airton Abrahan Martin / Resumo: A espectroscopia de Raman intensificada por superfície (SERS, termo em inglês Surfaceenhanced Raman Spectroscopy) é uma técnica promissora que mostra a sensibilidade para a detecção da interação de biomoléculas que são importantes para detecção precoce de doenças. O vírus da imunodeficiência humana (HIV) têm sido um grande problema por várias décadas. Existem vários métodos de deteção baseados na interação específica de anticorpos, tais como, o ELISA e os testes rápidos (TR's). No entanto, novas estratégias têm sido desenvolvidas para rápido diagnóstico do vírus HIV, e uma prova de conceito de detecção do peptídeo p17-1 foi descrito neste trabalho. A proteina matriz p17 é uma essencial proteína no ciclo de replicação do vírus HIV. As fases iniciais da replicação do vírus envolve a pré integração do complexo do DNA no núcleo do p17 desempenhando um papel na ligação de RNA viral e transporte para a membrana. Neste trabalho foram descritos duas plataformas SERS para a detecção do vírus HIV baseado no peptide p17 -1 (sequência LSGGELDRWEKIRLPGG). O anticorpo foi imobilizado em um substrato de ouro usando duas diferentes camadas automontadas (SAM). A primeira SAM, os substratos de ouro foram imersos em uma solução aquosa de 11 mercaptoundecanóico (MUA). Na segunda SAM, os substratos foram imersos em uma mistura aquosa de politietileno glicol (SHPEG- COOH e SH-PEG-CH3). Aqui serão chamados de SAM-MUA e SAM-PEG, respectivamente. Ambas as SAM's foram imersas emu ma solução de anticorpo (anti-p17) e foram descritas como plataforma d captura MUA e PEG. Ambas plataformas foram funcionalizadas com o peptídeo p17-1. Sondas SERS foram preparadas com nanopartículas de ouro e revestidas com uma molécula Raman reporter (azul de Nilo A) e funcionalizadas com um anticorpo anti-p17. Estas estruturas (sonda SERS e plataformas de captura) formam um ensaio sanduíche... / Abstract: Surface-enhanced Raman Scattering (SERS) technique offers great promises for simplified and sensitive detection of biomolecular interactions that are relevant for early disease diagnostics. Human immunodeficiency virus (HIV) has been a problem for decades. There are several methods of diagnostics based on antibodies specific reactions, such as enzyme-linked immunosorbent assays (ELISAs) and rapid test (RT). However, new strategies have been developed for rapid HIV diagnostics and, as a proof-of-concept, peptide p17-1 was considered here. The matrix protein p17 is a structural protein that is essential in the life cycle of the retrovirus The early stages of the virus replication involve the pre integration of the DNA complex into the nucleus P17 plays a role in RNA viral binding and transport to the membrane. Here were describe two new SERS platform for HIV detection based on peptide p17-1 (sequence LSGGELDRWEKIRLPGG). The antibody anti-p17 was immobilized in a planar gold surface using two differents self-assembled (SAM) techniques. First SAM, were obtained by immersion of the surface into ethanolic solution of 11-Mercaptoundecanoic acid (MUA). Second SAM were obtained by immersion in aqueous solution aquous mixtures of (SH-PEG-COOH/SH-PEG-CH3) and polyethylene glycol (PEG,). Here were describe the two platforms as SAM-MUA and SAMPEG, respectively. Both SAM's were immersed in a solution containing the anti-p17. Samples at this step were called capture platform-MUA and capture platform-PEG. Both capture platforms were funcionalizated with the peptide p17-1. SERS probes were prepared with gold nanoparticles coated with a Raman reporter molecule (Nile Blue A) and, functionalized with an anti-p17. These structures (SERS probe and capture platforms) allow for a sandwich assay, a strategy regularly used for high-sensitivity detection. The light blue color in the SERS mapping represents peptide strong... / Doutor

Orientador: Paulo Roberto Bueno / Banca: Ronaldo Censi Faria / Banca: Paulo Olivi / Resumo: Este trabalho está centrado no desenvolvimento, caracterização e utilização de uma superfície composta por monocamada auto-organizada (self assembled monolayer - SAM) de L-cisteína, funcionalizada com a enzima metalo-β-lactamase (MβL). A função designada a este sensor foi de detecção da velocidade da cinética enzimática, em tempo real, da reação da penicilinase com seu substrato, um antibiótico β-lactâmico, por técnica piezelétrica, microbalança a cristal de quartzo (QCM), e por técnicas eletroquímicas. As curvas de progresso foram obtidas pela variação da frequência no cristal de quartzo, demonstrando a cinética em tempo real. Não foram obtidas curvas com perfil hiperbólico, como esperado pelo modelo de Michaelis-Menten, por ambas as técnicas devido às baixas concentrações de substrato utilizadas nas análises. Foram obtidos gráficos com padrões lineares e a partir deles foi possível calcular a constante de Michaelis-Menten ( ). A obtida a partir da técnica eletroquímica mostrou-se mais próxima ao valor fornecido pelo fabricante da enzima. No entanto, pela técnica piezelétrica a foi maior, refletindo em perda de sensibilidade da enzima pelo substrato. / Abstract: The aim of this study was to develop, characterize, and apply the functionalized tranducer imobilized with metalo-β-lactamase (MβL) enzyme using appropriate procedures based on L-cysteine self-assembling monolayer-SAM. The enzymatic activity of MBL under β-lactam antibiotic was measured, on real time, by piezoeletric quartz crystal microbalance (QCM) and eletrochemical techniques. The progress curves were obtained by varying the frequency of quartz crystal. The hyperbolic pattern corresponding to the pattern set on the model of the Michaelis-Menten was not obtained due to low concentration of substrate. On the other side, linear graphic was obtained and the Km was calculated. The Km obtained from electrochemical analyses showed a value similar to manufacturer's instructions of fabricant, and the Km obtained by QCM showed higher, reflecting the lost of sensibility. / Mestre

Orientador: María del Pilas Taboada Sotomayor / Banca: Maria Valnice Boldrin Zanoni / Banca: Assis Vicente Benedetti / Banca: Regina Massako Takeuchi / Banca: Karin Yanet Chumbimuni Torres / Resumo: Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de dois sensores eletroquímicos modificados para determinação sensível e seletiva de cisplatina, um dos fármacos mais frequentemente utilizados no tratamento oncológico de diversos tipos de patologias tumorais cancerosas. O primeiro sensor foi desenvolvido a base de pasta de carbono modificado com a enzima glutationa-s-transferase (GST). O biossensor é baseado na resposta inibitória da atividade enzimática da enzima GST devido à adição do fármaco cisplatina. Glutationa reduzida (GSH) e 1-cloro-2,4-dinitrobenzeno foram utilizados como substratos para a enzima GST, os quais foram adicionados na concentração de 1,0 x 10-3 mol L-1 na cela de medida. As técnicas utilizadas para a caracterização do sistema foram espectroscopia de infravermelho, voltametria cíclica e impedância eletroquímica. Os resultados quantitativos daquelas interações foram obtidos usando VOQ, observando-se uma resposta linear entre 50 e 140 μmol L-1 de cisplatina e limite de detecção de 8,8 μmol L-1 de cisplatina. O biossensor apresentou uma boa repetibilidade intra-dia com um desvio padrão relativo de 4,2% avaliando quatro curvas analíticas. O uso da pasta de carbono ofereceu a possibilidade de uma simples, rápida e eficiente renovação da camada de superfície do eletrodo, o que permitiu a utilização da mesma pasta em várias medidas durante um longo período de tempo. Adicionalmente, foi desenvolvido um sensor não enzimático no monitoramento da cisplatina usando eletrodos impressos de carbono (SPCE, screen-printed carbon electrodes) modificados com nanotubos de carbono de multiplas paredes funcionalizados com grupos carboxila (MWCNT-COOH.SPCE) da DROPSENS® (SDS 110CNT). Com o propósito de avaliar a influência dos nanotubos de carbono na resposta do sensor de cisplatina foi utilizada a técnica de voltametria cíclica. O uso do surfactante dodecilsulfato... / Abstract: This thesis presents the development of two electrochemical sensors for the sensitive and selective detection of cisplatin, one of the drugs most frequently used in the oncologic treatment of several cancer tumor pathologies. The first was a biosensor based on carbon paste modified with the enzyme glutathione-s-transferase (GST). The biosensing was based on the inhibitory response of the enzymatic activity of GST due to the addition of the drug cisplatin. Reduced glutathione (GSH) and 1-chloro-2,4-dinitrobenzene were used as substrates for the GST enzyme, and were added at the concentration of 1.0 x 10-3 mol L-1 in the measuring cell. The techniques used for the characterization of the system were infrared spectroscopy, cyclic voltammetry and electrochemical impedance. The quantitative results of those interactions, obtained by square wave voltammetry (SWV) and differential pulse with adsorptive stripping voltammetry were very similar, and very promising for the analysis of cisplatin. The biosensor showed, using SWV, a linear response between 50 and 140 μmol L-1 of cisplatin. The detection limit was 8.8 μmol L-1 of cisplatin. In the intra-day repeatability studies, the relative standard deviation was 4.2%, from the analysis of four analytical curves, showing the repetitiveness of the electrochemical response of the proposed sensor. The use of the carbon paste offered the possibility of the simple, quick and efficient renewal of the surface layer of the electrode, which allowed the use of the same paste for several measurements during a long period of time. Additionally, a non-enzymatic sensor was developed for the monitoring of cisplatin using screen-printed carbon electrodes (SPCE, screen-printed carbon electrodes), functionalized with multi-walled carbon nanotubes and factory modified with carboxyl groups (MWCNT-COOH) acquired from DROPSENS® (SDS 110CNT). The electrochemical characterization... / Doutor