Desenvolvimento de biossensor eletroquímico para detecção de lactato
Data
2021
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Editor
Universidade Brasil
Resumo
O desenvolvimento de novas plataformas sensoriais é de grande interesse para a
área de biossensores, principalmente as que apresentam características de baixo
custo e grande reprodutibilidade. Para tanto o presente estudo visou a detecção de
lactato em diferentes formas. Nesse contexto, o presente estudo visou a produção e
caracterização de plataforma de biossensor composta por filmes produzidos pela
técnica de automontagem por adsorção física (Layer-by-Layer - LbL) utilizando
quitosana e AuNps@PTS (nanopartículas de ouro estabilizadas com o polímero PTS
– um derivado sulfonado do politiofeno). Posteriormente, a plataforma formada foi
utilizada para imobilização da enzima LOx e detecção de lactato. Os filmes foram
formados em diferentes números de bicamadas e caracterizados por medidas
espectroscópicas de absorção no ultravioleta (UV-Vis) e fluorescência, e medidas
eletroquímicas. A enzima LOx foi imobilizada sobre duas bicamadas de filmes LbL
através do gotejamento e cross-linking realizado com adição de glutaraldeido. A
detecção do lactato foi realizada através de medidas de voltametria cíclica (VC) em
amostras padrão. Os resultados mostraram que crescimento dos filmes foi
relativamente homogêneo, sendo que até a quarta bicamada a intensidade de
absorção cresceu linearmente com o número de bicamadas. Medidas de VC
mostraram que o eletrodo modificado com duas bicamadas de filmes possibilitam
maior transferência de carga, sendo a plataforma escolhida para imobilização da
enxima LOx e detecção do lactato. Voltamogramas mostraram que a presença da
enzima LOx dificulta a transferência de carga e que a imobilização da mesma foi
efetiva. Medidas de detecção mostram que a plataforma desenvolvida é adequada
para detecção do lactato, sendo que o sinal analítico apresentou regime linear entre
o aumento na magnitude de corrente anódica e o aumento da concentração de
lactato, na faixa de 0,5 a 30 mM de lactato. A plataforma utilizada foi capaz de
detectar lactato de suor humano em diferentes tempos e intensidades de exercício
físico, apresentando limites de detecção próximos aos encontrados na literatura.
Abstract
The development of new sensory platforms is of great interest to the field of
biosensors, especially those with low cost and high reproducibility characteristics. In
this context, the present study aimed at the production and characterization of a
biosensor platform composed of films produced by the physical adsorption selfassembly technique (Layer-by-Layer - LbL) using chitosan and AuNps@PTS (gold
nanoparticles stabilized with PTS polymer – a sulphonated polythiophene derivative).
Subsequently, the platform formed was used for immobilization of the enzyme lactate
oxidase (LOx) and detection of lactate. The films were formed in different numbers of
bilayers and characterized by spectroscopic measurements of ultraviolet absorption
(UV-Vis) and fluorescence, and electrochemical measurements. The LOx enzyme
was immobilized on two LbL film bilayers through dripping and subsequent crosslinking performed with the addition of glutaraldehyde. The detection of lactate was
performed through cyclic voltammetry (VC) measurements on standard samples. The
results show that film growth was relatively homogeneous, and until the fourth bilayer
the absorption intensity increased linearly with the number of bilayers. CV
measurements showed that the electrode modified with two film bilayers allows
greater charge transfer, being the platform chosen for immobilization of the LOx
enxima and detection of lactic acid. Voltammograms showed that the presence of the
LOx enzyme hinders charge transfer and that its immobilization was effective.
Detection measurements show that the developed platform is suitable for detecting
lactate, and the analytical signal presented a linear regime between the increase in
the anodic current magnitude and the increase in the lactate concentration, in the
range of 0.5 to 30 mM of lactate. The platform used was able to detect human sweat
lactate at different times and intensities of physical exercise, with detection limits
close to those found in the literature.
Descrição
Palavras-chave
Plataforma sensorial, LBL, Nanopartículas de ouro, Quitosana, Lactato