Desenvolvimento de um biossensor baseado em pontos quânticos de grafeno e lectinas para detecção de microrganismos patogênicos

Abstract

As infecções causadas por microrganismos são um problema de saúde pública, portanto ações como o desenvolvimento de novos sistemas de biodetecção são objetos de estudo para diagnosticar e tratar infecções. A espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e a voltametria cíclica (CV) associadas a pontos quânticos de grafeno e filme de polipirrol possuem propriedades elétricas e químicas únicas, o que os tornam elementos importantes para aplicações de biossensor. Em adição, a lectina Concanavalina A (ConA) possui capacidade específica de ligação a carboidratos e se destaca por apresentar baixo custo quando comparada a outras biomoléculas receptoras. Propomos um biossensor baseado em pontos quânticos de grafeno conjugados com a lectina ConA e filme de polipirrol para detecção em tempo real e sem marcadores de Candida albicans, Candida glabrata, Candida tropicalis, E. coli e S. aureus. Modificamos PPY-QDGs com lectina ConA, com especificidade para glicose e manose, como biorreceptor. Os resultados mostraram que ConA possui a maior afinidade de ligação para C. tropicalis e S. subtilis mostrando capacidade de bioreconhecimento. O perfil de ligação do sistema PPY-GQDs-ConA, revelou resposta diferencial para Candida spp. (C. tropicalis > C. albicans > C. glabrata) e bacteriana (B. subtilis > S. aureus > E. coli), respectivamente. Para Candida spp., os limites de detecção (LOD) obtidos foram de 1,42 UFC/mL para C. albicans e 3,72 UFC/mL para C. glabrata. O estudo de C. tropicalis produziu um LOD de 0,18 UFC/mL. Os respectivos LODs para as bactérias avaliadas foram 0,39 UFC/mL para S. aureus, 0,72 UFC/mL para S. subtilis e LOD de 2,63 UFC/mL para E. coli. O comportamento de resposta diferencial para ConA pode ser atribuído à distribuição heterogênea de carboidratos nas superfícies dos microrganismos. O novo sistema prova ser uma ferramenta miniaturizada em um substrato flexível inovador que pode contribuir para o diagnóstico microbiológico.