Estudos fundamentais visando o desenvolvimento de biossensor fotônico para detecção de SARS-CoV-2 - Martins, Kevin Stefan Boszko (2024)
O desenvolvimento de novos biossensores, que possuam versatilidade e especificidade, é um caminho promissor para o diagnóstico mais efetivo de doenças. De uma forma geral, esses dispositivos consistem em uma plataforma integrada entre uma camada biossensível, que interage com o analito, e um transdutor de sinal, que gera uma resposta físico-química como consequência dessa interação. Biossensores fotônicos são uma categoria promissora para o desenvolvimento de plataformas de diagnóstico por possuírem uma série de benefícios tais como baixos limites de detecção, alta sensibilidade e facilidade de integração. Estes se diferenciam por seu material transdutor gerar respostas óticas como consequência da interação com o analito. Uma plataforma de desenvolvimento muito uti lizada no desenvolvimento desses dispositivos são os guias de onda integrados baseados em silício. Estas estruturas guiam a luz confinada em seu núcleo evitando perdas e interferências externas. Seu uso oferece muitas oportunidades na construção de dispositivos, já que são mais compactos e robustos mecanicamente, podendo facilmente ser incorporados em sistemas microfluídicos e dispositivos do tipo Lab-on-a-chip para realização de múltiplas análises simultâneas. Nanopartículas de ouro (AuNPs) funcionalizadas com aptâmeros são um par bioreceptor-transdutor sinérgico que vem ganhando popularidade devido às suas propriedades distintas. AuNPs exibem comportamento plasmônico que pode ser fa cilmente ajustado para atender as necessidades individuais de cada dispositivo. Em vista disso, este trabalho teve como objetivo a união dessas tecnologias para desenvolver as bases de um biossensor fotônico para detecção da proteína spike do vírus SARS-CoV-2. A detecção será realizada através do espalhamento plasmônico, gerado em guias de onda de Si3N4 pela aglomeração resultante da interação entre a proteína e AuNPs, monitorado por um microscópio ótico acoplado a uma câmera. Para isso, 3 tamanhos de AuNPs foram sintetizadas e funcionalizadas a fim de interagirem com a proteína e aglomerarem. Em paralelo foram feitas otimizações no tratamento de superfície de Si3N4 necessário para ancoragem das AuNPs nos guias de onda. O espectro de espalhamento das AuNPs imobilizadas foi estudado através de microscopia ótica de campo escuro em uma montagem ótica desenvolvida que possui um espectrômetro integrado. A coloração das imagens de microscopia obtidas também foi analisadas a fim de estudar o comportamento plasmônico das AuNPs ancoradas. Esses estudos abrem o caminho para a continuidade do desenvolvimento do dispositivo proposto.