Estudo para do desenvolvimento de uma biossensor impedimétrico para detecção de veneno de Tityus serrulatus utilizando superfícies de carbono e ouro
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Rodrigo Lassarote Lavall
Hállen Daniel Rezende Calado
Frédéric Jean Georges Frézard
Hállen Daniel Rezende Calado
Frédéric Jean Georges Frézard
Resumo
Em 2007, ocorreram 37368 acidentes escorpiônicos em humanos. No ano de 2010, o
número de acidentes passou para 51754 casos, e em 2017 dobrou-se o número de
notificações, atingindo 123964 pessoas, correspondendo a cerca de 70% do total de
acidentes por animais peçonhentos notificados no SINAN. Atualmente, um dos
maiores problemas encontrados quando há um acidente escorpiônico é o atendimento
no ambiente de saúde e a falta de diagnóstico rápido, principalmente em casos que
não há relato da picada, registrados com maior incidência em crianças, onde
encontrou-se um maior número de óbitos, a confecção de um método mais rápido e
mais sensível para o diagnóstico de acidentes por picadas de escorpiões é de grande
importância para tratar o acidentado de forma específica e segura. Um método que se
apresenta com potencial aplicação e eficácia é a utilização de biossensores,
dispositivos compostos de um sistema receptor e outro transdutor, que fornecem
dados analíticos utilizando um componente biológico de reconhecimento. Ademais,
ainda existe a possibilidade do uso de biopolímeros, que vêm surgindo como uma
nova classe de materiais na bioengenharia com uma grande variedade de aplicações,
em especial o uso em biossensores. Existem diferentes fontes de obtenção dos
biopolímeros, porém uma espécie conhecida como praga e invasora no Brasil pode
se tornar um potencial fonte de quitosana, essa espécie é denominada Mexilhão dourado. A disponibilidade abundante de mexilhão possibilita uma visão de
reaproveitamento das partes do animal, como as conchas, tendo impacto direto na
destinação da espécie. O objetivo é estudar materiais e métodos para desenvolver um
imunossensor impedimétrico para detecção de veneno de Tityus serrulatus utilizando
superfícies de carbono e ouro. Para metodologia, utilizou-se a purificação de
anticorpos e a purificação da quitina a partir das conchas do mexilhão-dourado. Foram
utilizados dois sensores um à base de carbono e outro à base de ouro. As medidas
foram realizadas com uso da técnica de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica.
Foram obtidos resultados com seletividade e sensibilidade promissoras, com limite de
detecção de 1 ng/mL para ambos os sensores, com prototipação inicial utilizando a
resposta do sinal em uma frequência apenas, diminuindo assim o tempo. O estudo
aqui apresentado é o começo para a produção de métodos diagnósticos rápidos para
acidentes escorpiônicos. A sequência deste estudo visando a maturação da
tecnologia com sua validação, qualificação e estudo de mercado mais completo
impactará diretamente na diminuição do número de óbitos registrados com acidentes
escorpiônicos no país.
Abstract
In 2007, there were, 37368 scorpion accidents in humans. In 2010, the number of
accidents rose to 51754 cases, and in 2017 the number of notifications doubled,
reaching 123964 people, corresponding to about 70% of all accidents by venomous
animals reported in SINAN. Currently, one of the biggest problems encountered when
there is a scorpion accident is the care in the health environment and the lack of rapid
diagnosis, especially in cases where there is no report of the sting, recorded with higher
incidence in children, where we find a higher number of deaths, the confection of a
faster and more sensitive method for the diagnosis of accidents by scorpion stings is
of great importance to treat the injured person in a specific and safe way. A method
that presents itself with potential application and effectiveness is the use of biosensors,
devices composed of a receptor system and another transducer, which provide
analytical data using a biological recognition component. Furthermore, there is also
the possibility of using biopolymers, which are emerging as a new class of materials in
bioengineering with a wide variety of applications. There are different sources of
obtaining biopolymers, but a species known as a pest and invader in Brazil can become
a potential source of chitosan, this species is called Golden Mussel. The abundant
availability of mussels enables a vision of reusing parts of the animal, such as the
shells, having a direct impact on the destination of the species. The objective is to
study materials and methods to develop an impedimetric immunosensor for detection
of Tityus serrulatus venom using carbon and gold surfaces. For methodology, the
purification of antibodies and the purification of chitin from the shells of the golden
mussel were used. Two sensors were used, one carbon-based and one gold-based.
The measurements were performed using the Electrochemical Impedance
Spectroscopy technique. Results with promising selectivity and sensitivity were
obtained, with a detection limit of 1 ng/mL for both sensors, with initial prototyping using
the signal response at only one frequency, thus decreasing time. The study presented
here is the beginning for the production of rapid diagnostic methods for scorpion
accidents. The sequence of this study aimed at the maturation of the technology with
its validation, qualification and more complete market study will directly impact on
reducing the number of deaths from scorpion accidents in the country.
Assunto
Inovação, Biotecnologia, Técnicas biossensoriais, Venenos de escorpião, Quitosana, Impedância elétrica, Carbono, Ouro
Palavras-chave
Escorpionismo, Imunossensores, Inovação biotecnológica, Impedância, Carbono, Ouro, Quitosana