Desenvolvimento de um papel de filtro de baixo custo para tratamento de água

É sabido que devido à escassez de água potável, nomeadamente em países sub-desenvolvidos, morrem milhares de pessoas por ano, com a procura de fontes de água alternativas, que por sua vez se encontram contaminadas com microrganismos patogénicos; a este facto também se salienta a possibilidade de ocorrência de catástrofes naturais, tornando-se necessário o desenvolvimento de sistemas de desinfecção prácticos, de baixo custo e eficientes. O trabalho experimental desenvolvido focou-se nestas realidades, tendo por objectivo principal o desenvolvimento de um papel bactericida, em particular, um papel de baixo custo como é o caso do papel de filtro de café, para aplicação em desinfecção de água. Este papel foi funcionalizado com nanopartículas sintetizadas de prata, óxido de zinco e com ambas, assim como com nanopartículas comerciais, cuja caracterização foi feita por Microscopia Electrónica de Varrimento (SEM, Scanning Electron Microscopy), Energia Dispersiva de Raios-X (EDS, Energy-dispersive X-ray Spectroscopy), Espectroscopia de Ultravioleta-Visível (UV-VIS Uv-Visible Spectroscopy), Difracção de Raios-X (DRX, X-Rays Diffraction), Análise Termogravimétrica (TA, Thermal Analysis), e Calorimetria Diferencial de Varrimento (DSC, Differencial Scanning Calorimetry) e a actividade anti-bacteriana dos papéis foi avaliada através de Testes de Sensibilidade aos Antibióticos, pelo Método de Kirby-Bauer, contra as bactérias S.a.ATCC25923 e E.coli ATCC25922. No decorrer das sínteses variaram-se alguns parâmetros consoante o tipo de nanopartícula, para as np´s de prata variou-se essencialmente a metodologia de síntese e o tipo de redutor, para as np´s de óxido de zinco, dado ser um composto fotossensível, submeteu-se o papel á luz ultravioleta, o que, por outro lado também esterelizava o papel, e para ter uma comparação, esterelizou-se também o papel pela autoclave, constatando-se, pelas técnicas de caracterização, nomeadamente DRX, que os papeis não continham nanopartículas de óxido de zinco mas sim de acetato de zinco. Surpreendentemente, nos papéis autoclavados já se detectou a presença de óxido de zinco. Com os papéis que evidenciararam maior actividade anti-bacteriana realizaram-se filtrações de membrana com amostras de água contaminada e a determinação da concentração de metal no filtrado foi realizada pela técnica de Espectroscopia de Absorção Atómica de Chama (Flame Atomic Absorption Spectroscopy) conseguindo-se uma taxa de redução bacteriana de practicamente 100% para E.coli NCTC 9001 e E.f NCTC775 com os papéis contendo acetato de zinco numa concentração de 50 mM e np´sAg e acetato de zinco, numa concentração de 10 mM. De forma a validar o trabalho desenvolvido a parte final consistiu em testar os filtros com melhores propriedades em águas contaminadas, tendo esse trabalho sido feito no Laboratório de Água de Consumo dos Serviços Municipalizados de Água e Saneamento de Almada.

Impregnação de fibras de celulose com nanopartículas de prata, óxido de zinco e óxido de cobre para aplicações anti-bacterianas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia de Materiais

Nanoimunoensaios para a detecção de antigénios da malária em amostras clínicas

Sendo a malária uma doença infecciosa que põe em risco uma elevada percentagem da população mundial, a presente dissertação apresenta o desenvolvimento de um teste de diagnóstico rápido (RDT) para a detecção da infecção. Para a detecção dos antigénios de Plasmodium falciparum (Pf), parasita da malária, foram estudadas nanopartículas de ouro (AuNPs) com dois diâmetros médios diferentes, 17nm e 48nm, funcionalizadas e conjugadas com anticorpos específicos, formando os bionanoconjugados. Este trabalho abrange dois focos de investigação, interligados, de forma a atingir-se o objectivo prosposto: i) Caracterização físico-quimica das AuNPs e dos bionanoconjugados em solução, usando a espectrocopia de UV-Visível, variando a força iónica e o pH do meio. A compreensão do comportamento e estabilidade das partículas consoante o seu diâmetro e revestimento tem em vista o melhoramento do RDT, tanto em sensibilidade como em custo; ii) Desenvolvimento do RDT usando um método que envolve uma ligação competitiva entre o antigénio e o anticorpo específico imobilizado à superfície das AuNPs. Os antigénios correspondem a biomarcadores da presença de Pf: Heat Shock Protein 70 (PfHsp70) e Histidine Rich Protein II (PfHRPII). Como superfícies para o desenvolvimento do RDT foram usados a nitrocelulose e o papel de filtro. Quanto maior é o diâmetro das AuNPs, maior é a estabilidade apresentada em solução quando aumentada a força iónica. Quando é variado o valor de pH do meio, as partículas adoptam um comportamento dependente do seu revestimento, independente do diâmetro. Os bionanoconjugados formados com AuNPs de ambos os diâmetros revelaram-se muito estáveis em solução, numa gama de forças iónicas de 0 a 0,5M de cloreto de sódio, e de pH de 2 a 7. Uma vez que a proteína Hsp70 é produzida constitutivamente em diversas células humanas, é necessário trabalhar com proteínas específicas da infecção, que nesta dissertação foi a PfHRPII. Foram efectuados testes no suporte de nitrocelulose que provaram o reconhecimento da PfHRPII pelos bionanoconjugados AuNPs-MUA-anti-PfHRPII. Estes ensaios necessitam ainda de algumas optimizações. Ensaios de Western-Blot permitiram a identificação da presença da PfHRPII em culturas infectadas, bem como a confirmação da sua ligação ao anticorpo específico, anti-PfHRPII. Um novo método de revelação é introduzido nesta técnica, efectuado através do uso dos bionanoconjugados. Este método mostrou-se promissor na medida em que é rápido, específico e de baixo custo. O principal contributo do trabalho consistiu no desenvolvimento, com sucesso, de um RDT para diagnóstico de malária, usando o antigénio PfHsp70, tendo como base a detecção colorimétrica com AuNPs de 17nm de diâmetro. Usando uma tira de nitrocelulose foi estabelecido um limite de detecção correspondente a 1600parasitas/μL, valor este considerado válido pela OMS para um correcto diagnóstico de malária. O limite de detecção obtido para as AuNPs de 48nm foi superior, não tendo trazido melhorias para o teste desenvolvido com AuNPs de menor diâmetro.

Aplicação de métodos moleculares ao diagnóstico de Giardia lamblia e de Entamoeba spp.

Entamoeba histolytica e Giardia lamblia são protozoários com distribuição mundial que frequentemente infectam o Homem, sendo causadores de elevada morbilidade associada com quadros de diarreia. Este estudo consistiu na utilização de métodos moleculares na detecção e identificação destes parasitas em amostras de fezes recebidas no Laboratório de Patologia Tropical do Instituto de Higiene e Medicina Tropical (Lisboa, Portugal), no período decorrente entre Setembro de 2007 e Agosto de 2009. . Foi igualmente avaliada a eficácia e custo-benefício de um método alternativo de conservação para material biológico fecal – o papel de filtro, para subsequente extracção de DNA. Foram analisadas microscopicamente 80 amostras, 23,8 % (19/80) das quais positivas para Giardia e 27,5% (22/80) positivas para Entamoeba spp.. Através do método molecular da PCR, amplificou-se com sucesso DNA de Giardia para o gene ssurRNA em 94,7% (18/19) das amostras microscopicamente positivas. No que se refere às amostras positivas por exame microscópico para Entamoeba spp foi detectada E. dispar em 50,0% (11/22) das amostras após amplificação de parte do gene 16S rRNA. Adicionalmente foi também detectado DNA de E. histolytica em 20,0% (4/20) das amostras analisadas, microscopicamente negativas para Entamoeba spp.. Neste estudo realizou-se a genotipagem de G. lamblia utilizando parte dos genes bg (beta-giardina), tpi (triose-fosfato isomerase) e gdh (glutamato desidrogenase), que revelou haver 61,5% (8/13) dos isolados pertencentes ao genótipo B e 38,5% (5/13) do genótipo A. A determinação de subgenótipos através da análise de SNP’s para os 3 genes só foi possível para o gene bg do genótipo A, revelando 3 amostras correspondentes ao subgenótipo A2 e uma para o subgenótipo A3. Para os restantes genes não foi possível a determinação de subgenótipos devido à presença de polimorfismos genéticos para ambos os genótipos A e B. Realizou-se também a análise filogenética concatenada que apenas permitiu a integração de três amostras identificadas com o genótipo A no subgenótipo AII. Os resultados obtidos neste trabalho demonstram que a microscopia associada às técnicas moleculares possibilita a diferenciação das espécies do complexo Entamoeba favorecendo o correcto diagnóstico desta patologia e consequente tratamento. Para além disso, o uso dos métodos moleculares contribuiu para o esclarecimento e compreensão dos genótipos de Giardia em humanos. Neste estudo a utilização do método de conservação, papel de filtro apresentou um menor custo e elevada eficácia em relação aos métodos normalmente utilizados, conservação a -20ºC. Sugerindo a sua utilização com sucesso em estudos epidemiológicos em especial em zonas endémicas de condições precárias.