A Escherichia coli é uma bactéria que deve ser controlada na indústria alimentar e setor hospitalar. Biosensores magnetoelásticos oferecem a promessa de rápida identificação destes e de outros patógenos prejudiciais. Neste trabalho, tiras amorfas de Metglas 2826MB3 foram cortadas ao tamanho 5 mm x 1 mm, com uma serra de micro corte e, em seguida, foram revestidas com camadas finas de Au e Cr, como foi verificado pela análise de espessuras de filmes Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS). Foram estudadas várias superfícies dos sensores: 1) sensor as-cast, lado roda; 2) sensor as-cast, superfície livre; 3) superfície polida. Uma camada de cistamina (CYS) foi aplicada ao substrato magnetoelástico, formando monocamadas auto organizadas (SAM), seguido de anticorpos, utilizando um protocolo modificado de Hermanson. Foi utilizado a bactéria Escherichia coli ATCC 25922, um anticorpo primário anti E. coli para a formação do bioconjugado e um anticorpo secundário Goat IgG anti-rabbit H&L Alexa Fluor 488 para a microscopia de fluorescência por método imunológico. O crescimento da camada de cistamina foi caracterizado por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) para as superfícies. Os biosensores foram expostos a soluções de bactérias e a frequência de ressonância dos sensores foi medida com um analisador de impedância Agilent E5061B até 100 minutos, em 5 biosensores de cada tipo. As reduções na frequência de ressonância, que apresentam a captura de bactérias, foram medidos após a otimização da amplitude do sinal. Para tempos até 40 minutos, a altas taxas de captação foram observadas e, posteriormente, a saturação ocorreu. Os parâmetros associados com uma cinética de captura foram estudados para diferentes superfícies dos sensores. O sensor com uma superfície polida mostrou melhores resultados. Este trabalho mostra que os biosensores magnetoelásticos podem ser úteis para a detecção e quantificação de microrganismos. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. / Escherichia coli is a bacteria that must be controlled in the food industry and the hospital sector. Magnetoelastic biosensors offer the promise of rapid identification of these and other harmful pathogens. In this work, strips of amorphous Metglas 2826MB3 were cut to size (5 mm x 1 mm) with a micro-dicing saw and were then coated with thin layers of Cr and Au, as verified by Rutherford backscattering spectroscopy (RBS). Several sensor surfaces were studied: 1) as-cast strip, wheel side; 2) as-cast strip, free surface; 3) thinned and polished surface. A layer of Cystamine (CYS) was applied to the magnetoelastic substrate, forming a self-assembled monolayer (SAM), followed by antibodies, using a modified Hermanson protocol. For our Escherichia coli ATCC 25922, we used both a primary antibody anti E. coli and a secondary antibody Goat anti Rabbit IgG H&L Alexa Fluor 488. The cystamine layer growth was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). The biosensors were exposed to solutions of bacteria and the resonant frequency of the sensors was measured with an Agilent E5061B impedance analyzer for times up to 100 minutes. Reductions in the resonant frequency, corresponding to bacteria capture, were measured after optimizing the signal amplitude. For times up to 40 minutes, high capture rates were observed and thereafter saturation occurred. Parameters associated with capture kinetics were studied for different sensor surfaces. The sensor with a polished surface was found the best results. This work shows that magnetoelastic biosensors may be useful for the detection and quantification of microorganisms.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ucs.br:11338/954 |
| Date | 27 February 2015 |
| Creators | Possan, André Luís |
| Contributors | Santos, Antônio Domingues dos, Dillon, Aldo José Pinheiro, Gerhardt, Günther Johannes Lewczuk, Missell, Frank Patrick |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UCS, instname:Universidade de Caxias do Sul, instacron:UCS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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