Pontos quânticos e a lectina cramoll no desenvolvimento de plataformas fotoeletroquímicas para reconhecimento de glicoproteínas

Abstract

As plataformas biossensoras fotoeletroquímicas utilizam a fotocorrente, gerada por espécies fotoativas imobilizadas em uma superfície condutora sob iluminação óptica, como sinal para realizar a detecção de analitos de interesse. Essas plataformas podem favorecer respostas rápidas e sensíveis no bioreconhecimento. Particularmente, os pontos quânticos (PQs), nanopartículas de semicondutores, apresentam características vantajosas como espécies fotoativas, pois possuem: (i) fluorescência intensa em comprimentos de onda sintonizáveis pela relação tamanho vs. bandgap de energia, (ii) fotoestabilidade e (iii) superfície quimicamente ativa para propiciar uma imobilização efetiva de biomoléculas em superfícies transdutoras e favorecer uma maior sensibilidade na detecção. Nesse contexto, este trabalho teve como foco o desenvolvimento de uma plataforma biossensora fotoeletroquímica baseada em eletrodos transparentes de ITO modificados por PQs de CdTe. Para tanto, a influência do tamanho dos PQs na geração de fotocorrente também foi investigada. Objetivou-se ainda imobilizar a lectina Cramoll na plataforma de melhor desempenho e avaliar seu potencial para a detecção da fetuína, utilizada como modelo de glicoproteína, uma vez que é um biomarcador de doenças, como a cardíaca e o câncer. A Cramoll é uma molécula interessante para atuar no bioreconhecimento, pois se liga aos carboidratos (glicose e manose) presentes em estruturas biológicas. Dessa forma, PQs de CdTe carboxilados foram sintetizados, empregando o CdCl2 e o telúrio metálico ou Na2TeO3 como precursores. Também foram sintetizados PQs com dois tamanhos diferentes e emissões nas regiões espectrais do verde e vermelho. Os PQs foram caracterizados opticamente. Após terem seus grupos carboxílicos ativados por carbodiimida, os PQs foram então imobilizados covalentemente (por 24 ou 48 h) na superfície de ITO funcionalizada previamente com grupos amina por silanização. Uma montagem para detectar a fotocorrente a partir de excitação por LED (420 nm) foi também realizada. A superfície após a silanização foi monitorada por caracterizações (foto)eletroquímicas. Os PQs com melhor desempenho foram também caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão e seu espectro de emissão foi monitorado após imobilização na superfície. A Cramoll (200 µg/mL) foi então imobilizada por 2 h e a plataforma foi avaliada na detecção da fetuína (30 min de incubação). As modificações da superfície foram caracterizadas pela medição da fotocorrente, para a qual o ácido ascórbico (AA) ou ascorbato de sódio (AS) foram também investigados como sondas fotoeletroquímicas. Como resultados, a plataforma modificada por PQs com emissão na região espectral do vermelho (48 h de imobilização), sintetizados a partir do Na2TeO3, apresentou fotoestabilidade e foi capaz de gerar uma fotocorrente detectável, uma consequência desses PQs terem uma superfície mais robusta, mas somente quando o AS foi empregado como sonda fotoeletroquimica. As lâminas de ITO modificadas por esses PQs permaneceram com intensa fluorescência por pelo menos 6 meses. Ademais, a Cramoll foi efetivamente imobilizada, uma vez que houve uma diminuição da fotocorrente em comparação à plataforma contendo somente PQs. A plataforma reconheceu a fetuína por via fotoeletroquímica em uma concentração 10x menor que a utilizada de Cramoll. Dessa forma, conclui-se que as etapas desenvolvidas foram importantes para a construção de uma plataforma fotoeletroquímica baseada em PQs que apresenta potencial para ser aplicada em biossensoriamento.