Sistema sensor baseado em nanocompósito de polipirrol-nanopartículas de ouro e óxido de grafeno aplicado a detecção de bactérias de interesse clínico

Abstract

As infecções relacionadas à assistência à saúde (IRAS) são um grave problema socioeconômico, que além de ocasionar elevados custos aos serviços de saúde, aumentam a morbidade e mortalidade de pacientes internados. Os casos de IRAS geralmente são associados ao aumento da resistência bacteriana, causada pelo uso indiscriminado dos antibióticos. Desta forma, um diagnóstico rápido e preciso pode auxiliar na resolução deste problema. Contudo, técnicas convencionalmente empregadas na identificação bacteriana, como testes bioquímicos, ELISA e PCR, são demoradas, caras e complexas. Por essa razão que o desenvolvimento de biossensores apresentam-se como alternativa econômica e versátil à identificação de microrganismos, permitindo respostas sensíveis e específicas a um menor custo e tempo. Os biossensores são caracterizados por empregar componentes biológicos, tais como enzimas, ácidos nucleicos, anticorpos e entre outros, como elementos de biorreconhecimento específico. Os sinais emitidos podem ser amplificados e aprimorados através da incorporação de nanomateriais, como polímeros condutores, nanopartículas, derivados do grafeno, ou até mesmo combinações destes em nanocompósitos para aproveitar suas diversas propriedades. Neste princípio, buscou se desenvolver um biossensor baseado no nanocompósito de polipirrol-óxido de grafeno-ouro associado ao peptídeo antimicrobiano Lt-MAP4 como biorreceptor para identificação e diferenciação de bactérias de interesse clínico. Além disso, realizou análise do nanocompósito frente as técnicas de espectroscopia UV/visível e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier, no qual demonstraram a incorporação e constituição dos nanomateriais usados. A caracterização do biossensor foi obtida através da utilização das técnicas eletroquímicas de voltametria cíclica (VC) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Destas, foram obtidas a corrente de pico anódico (ipa) e a resistência à transferência de carga (RCT), respectivamente, para análise da cinética dos elétrons frente as modificações na superfície do eletrodo de ouro. O sistema sensor foi submetido a identificação de bactérias Gram-negativa e Gram-Positivas em suspensão salina nas concentrações de 101 a 106 unidade formadora de colônia por mL (UFC mL-1 ). Os dados voltamétricos e impedimétricos revelaram que o peptídeo Lt-MAP4 apresenta uma maior afinidade por bactérias Gram-negativas, devido à carga negativa da parede bacteriana rica em lipopolissacarídeos aniônicos. Essa observação foi confirmada quantitativamente através dos valores de ipa e Rct ao longo das concentrações utilizadas. Desta forma, o sistema sensor desenvolvido mostra-se promissor, frente as técnicas convencionais, na identificação de bactérias.