Desenvolvimento de nanobiossensor óptico baseado em ácido fenilborônico para detecção de carboidratos

Abstract

Os pontos quânticos (PQs) podem ser utilizados como nanossondas fluorescentes com especificidade bioquímica, devido a possibilidade de conjugação com diversos tipos de biomoléculas. Dentre estas, a conjugação com o ácido 3- mercaptofenilborônico (AMFB), um organoborano que se liga à dióis, pode resultar em uma nanoferramenta capaz de reconhecer e identificar carboidratos de relevância biológica e industrial. Em razão disso, este trabalho teve como objetivo avaliar a interação de PQs-AMFB com diferentes carboidratos, bem como explorar o potencial de sensoriamento desse nanossistema. Para isto, PQs de CdTe funcionalizados com ácido mercaptosuccínico (AMS) foram sintetizados em meio aquoso e conjugados de forma simples e direta com o AMFB. O êxito da conjugação foi avaliado por citometria de fluxo através da capacidade de ligação do PQs-AMFB ao ácido siálico (AS), presentes na superfície de eritrócitos com 0, 8, 15 e 21 dias, após coleta em EDTA e armazenados à 4 oC. Após confirmar a conjugação, o nanosistema foi incubado com 200 mM de diferentes carboidratos (glicose, galactose, xilose e sacarose). A interação entre o conjugado e os carboidratos foram avaliados em diferentes condições de pH. Em seguida, o conjugado foi incubado com diferentes concentrações, somente, de galactose (100 - 600 mM), em pH 7,4. As flutuações na intensidade de fluorescência foram avaliadas por espectroscopia de emissão e pela técnica leitura da emissão em microplaca. Os eritrócitos recém coletados (0 dias) apresentaram marcação de 99,8 ± 0,17%, indicando que o conjugado era capaz de reconhecer o AS. Por outro lado, as células armazenadas por mais de 15 dias apresentaram o perfil de marcação inferior e estatisticamente significativo 95,6 ± 1,2% (p < 0,05), sugerindo que a PQs-AMFB foi capaz de reconhecer e quantificar o AS, visto que as células armazenadas por maiores tempos estão suscetíveis a maiores danos oxidativos, o que acarreta em concentrações menores desse carboidrato em sua superfície. Na presença dos diferentes carboidratos, a galactose promoveu uma supressão da fluorescência maior (~25%) em relação aos outros carboidratos, indicando uma maior afinidade/especificidade da nanossonda por esse monossacarídeo. O LOD e LOQ estimado foram de 51 e 170 mM, respectivamente. Além disso, através do modelo proposto por Stern-Volmer foi possível inferir que a supressão ocorreu linearmente com o aumento da concentração de galactose, sendo considerada dinâmica e resultante das colisões entre a nanossonda fluorescente e o supressor (galactose). Portanto, o PQs-AMFB apresentam um grande potencial biotecnológico, como sondas analítica para detecção rápida e simples de galactose, bem como para outros estudos glicobiológicos.