Imunobiossensores capacitivos interdigitais com camadas sensíveis micro e nano-estruturadas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia

No presente trabalho foi desenvolvido um sistema de imunodeteção, baseado num biossensor capacitivo que integra um par de microelétrodos interdigitais (transdutor). À superfície dos microeléctrodos testaram-se dois tipos de matrizes de suporte diferentes para imobilização de anticorpos – membrana comercial de Fluoreto de Polivinilideno (PVDF) e camada de nanopartículas de Óxido de Zinco (nanobastonetes de ZnO). O objetivo da utilização destas matrizes específicas foi maximizar a distribuição dos anticorpos detetores ao longo da região de interação do campo elétrico criado pelo transdutor. A abordagem inovadora deste trabalho (maximizar a distribuição dos anticorpos através da utilização de matrizes de suporte sobre o transdutor) pretende ser uma alternativa simples e económica à utilização de nanoelétrodos, mais dispendiosos e de fabrico complexo. As membranas de PVDF foram alvo de estudo sobre a influência de um pré-tratamento com álcool na capacidade de difusão dos antigénios na membrana, bem como do processo de bloqueamento da membrana com Albumina do soro bovino e leite magro em pó – habitualmente usados em imunoensaios para aumentar a especificidade de ligação do antigénio ao anticorpo. A deposição da camada de nanobastonetes de ZnO foi realizada durante quatro intervalos de tempo diferentes (1,5, 3, 5 e 7 horas), de forma a selecionar as condições para maior revestimento da área superficial do transdutor. Como modelos representativos das interações anticorpo/antigénio foram utilizados dois sistemas distintos: anticorpo anti-PfHsp70 e respetivo antigénio PfHsp70 (Plasmodium falciparum Heat Shock Protein 70); anticorpo anti-HRP e respetivo antigénio HRP (Peroxidase de Rábano). Cada sensor foi analisado por Espectroscopia de Impedância (de 40 Hz a 110 MHz), de forma a detetar alterações de capacidade e impedância resultantes da interação anticorpo/antigénio. Os sensores com membrana de PVDF registaram variações de capacidade baixas (inferiores a 1 pF), mas foram capazes na sua maioria de distinguir entre soluções sem e com antigénio. Nos sensores com nanobastonetes de ZnO, a presença do antigénio HRP produziu um sinal distinto em relação aos controlos negativos (solução tampão e antigénio não-específico). Em todos os sensores (com PVDF e ZnO), a maior variação da capacidade na presença do antigénio foi observada entre 1 e 10 kHz, sugerindo que este intervalo de frequências é ideal para imunodeteção por Espectroscopia de Impedância.