Laboratório de Bioanalítica e Eletroanalítica LABiE Líder: Prof. Dr. Ronaldo Censi Faria – [email protected] Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia - CCET Departamento de Química Introdução

O laboratório de Bioanalítica e Eletroanalítica (LABiE), criado em 2004 no Departamento de Química da Universidade Federal de São Carlos, tem como objetivo desenvolver biossensores e sensores humanas e de plantas, entre elas, piezelétricos e eletroquímicos para detecção de biomarcadores de doenças câncer e cancro cítrico, bem como micro-organismos patogênicos e fármacos. Nos últimos anos, o grupo desenvolveu sistemas de nanotubos de carbono; detecção de biomarcadores de plantas e fármacos utilizando nanomateriais como: nanopartículas de ouro e partículas magnéticas para captura e pré-concentração das espécies de interesse possibilitando atingir baixos limites de detecção e maior estabilidade das biomolécula imobilizadas sobre a superfície do sensor.

Atualmente, a linha de pesquisa do Grupo é baseada no desenvolvimento de imunossensores em células microfluídicas com materias de baixo custo acoplada a um arranjo de eletrodos descartáveis para detecção eletroquímica multiplexada de biomarcadores de câncer e detecção de micro-organismos patogênicos em alimentos.

Exemplos de Trabalhos do LABiE

Neste trabalho, uma proteína recombinante denominada CPXaC, um potencial biomarcador para detecção do Cancro cítrico foi avaliada com uma micro balança de cristal de quartzo (QCM). Para tanto, um anticorpo produzido em coelho, anti-CPXaC, foi imobilizado sobre diferentes monocamadas auto organizadas de alcanotióis e posteriormente foi avaliada a interação antígeno-anticorpo com uma QCM com fator de dissipação de energia. A superfície mais rígida e portanto mais adequadas para fins de QCM foi a monocamada homogênea de cadeia longa (ácido mercpto undecanóico). Com esse sistema, foi possível obter um limite de detecção de 13 nmol L -1 para CPXaC bem como uma interface seletiva sem interações inespecíficas para as proteínas estudadas. Portanto, estes estudos fornecem novas perspectivas sobre o uso de CPXaC como um biomarcador para um imunossensor piezelétrico altamente sensível para detecção do Cancro cítrico.

1

a)

Figura 3: 1 adição de 4,15 × 10 -6 mol L -1 de canecistatina; 2 adição de 3,03 × 10 -6 Figura 2: Curvas em tempo real da variação da frequência de mol L -1 BSA e 3 adição de 320 × 10 -9 mol 0 a 645 × 10 -9 mol L -1 de CPXaC (curvas 1 5) em fluxo contínuo L -1 de cisteino peptidase da

X. fastidiosa

Figura 1: Representação do método de imobilização do de PBS pH 7,2. (B) Curva analítica do imunossensor para CPXaC .

sobre o cristal modificado com anticopro anti-CPXaC em diferentes monocamadas de alcanotióis.

CPXaC.

Em um outro trabalho a detecção de

Salmonela

Trabalhos publicados

Salmonela

anti para captura e pré concentração de

Salmonela

em amostras de leite compradas no comercio local. Após a captura o complexo formado, partículas magnéticas e salmonela , foi marcado com foi adicionado sobre um eletrodo de carbono impresso que possuía um imã em sua base e a detecção eletroquímica foi realizada pela monitoração do processo redox do ouro com a técnica de redissolução catódica. Com esse sistema foi possível detectar 143 CFU mL -1 de

Salmonela

) b

em 1h:30 min. Os resultados obtidos indicam que o imunossensor poderá ter diversas aplicações na área de alimentos, médica e ambiental onde um dispositivo rápido, de baixo custo e fácil de usar e que permite aplicações em campo.

2 Figura 5: MEV de partículas magnéticas e partículas magnéticas com

Salmonelas

-1.8

7 6

-1.8

5 4

-1.2

-1.2

3 2 1

-0.6

-0.6

Branco Projetos de Pesquisa em Andamento

Salmonela

em leite

100μm

AISI 1040 steel BRANCO Colaborações e Parcerias

O LABiE possui colaborações com grupos internacionais e nacionais: Prof. Orlando Fatibello-Filho Prof. Arben – DQ – UFSCar Merkoçi – UAB - Espanha Prof. James Rusling – Uconn – USA Prof. Hubert Perrot Prof.

– França

100μm

Flávio Henrique – Departamento de Genética e Evolução – UFSCar Profa. Maria Cristina Roque Barreira Prof. Paulo Bueno – FMRP – USP – Unesp – Araraquara Profa. Dulce Helena de Souza Profa.

– DQ – UFSCar Quézia Cass – DQ – UFSCar Dr. Luiz Henrique Mattoso – Embrapa Instrumentação Profa. Maria A. G. Soler Prof. Auro Tanaka – DF – UnB – DQ – UFMA 0.0

0.0

0.2

0.4

0.6

E / V vs AgCl

0.8

1.0

0.0

10 2 10 3 10 4 10 5 10 6

Log [

Salmonella

] / CFU mL-1

10 7 Figura 6: Detecção eletroquímica por voltametria de Pulso diferencial obtidos do sinal de nanoparítucals de ouro após a formação do complexo com

Salmonela

e curva de calibração

Referências

Afonso, A. S. et al. (2013). Electrochemical detection of Salmonella using gold nanoparticles.

Biosensors & Bioelectronics, 40

(1), 121-126 Afonso, A. S., et al (2013). QCM immunoassay for recombinant cysteine peptidase: A potential protein biomarker for diagnosis of citrus canker.

Talanta, 104

, 193-197. Alves, C. A., et al. (2011). Real-time investigation of mannosyltransferase function of a Xylella fastidiosa recombinant GumH protein using QCM-D.

Biochemical and Biophysical Research Communications, 408

(4), 571-575.

Krause, C. E., et al. (2013). Rapid Microfluidic Immunoassays of Cancer Biomarker Proteins Using Disposable Inkjet-Printed Gold Nanoparticle Arrays.

ChemistryOpen, 2

(4), 141-145. Pedroso, M. M., et al. (2012). Jacalin interaction with human immunoglobulin A1 and bovine immunoglobulin G1: Affinity constant determined by piezoelectric biosensoring.

Glycobiology, 22

(3), 326 331. Rusling, J. F., et al. (2013). High-Throughput Metabolic Genotoxicity Screening with a Fluidic Microwell Chip and Electrochemiluminescence.

Lab on a Chip

. Aceito Wasalathanthri, D. P., et al. (2013). Screening reactive metabolites bioactivated by multiple enzyme pathways using a multiplexed microfluidic system.

Analyst, 138

(1), 171-178.